Консументы в биологии¶
Консументы — это организмы в экологической системе, получающие энергию и органические вещества за счёт потребления других живых организмов, то есть гетеротрофные компоненты пищевых цепей и сетей. Термин противопоставляется продуцентам (автотрофам), создающим органику из неорганических веществ, и редуцентам (деструкторам), разлагающим органические остатки. Консументы занимают в трофических уровнях от второго и выше, поскольку первый уровень традиционно отводится продуцентам.
¶Происхождение термина
Понятие «консумент» введено в экологию Р. Линдеманом в работе 1942 года «The Trophic-Dynamic Aspect of Ecology», где была сформулирована концепция энергетических уровней (трофических уровней) в экосистеме. Линдеман разделил организмы по способу получения энергии на продуцентов, консументов и сапрофагов (позыще — редуцентов). В русскоязычной экологической традиции термин закрепился благодаря переводам и работам В. Н. Беклемишева, который использовал понятие в курсе общей экологии.
¶Классификация консументов
Консументов принято разделять по порядку потребления на трофические уровни:
- Консументы первого порядка — травоядные (фитофаги), питающиеся продуцентами: олени, кролики, гусеницы, злакоядные птицы.
- Консументы второго порядка — хищники, поедающие травоядных: волки, ястребы, змеи, крупные рыбы.
- Консументы третьего и последующих порядков — хищники, потребляющие других хищников: орлы, тюлени, акулы.
- Смешанные (омниворные) формы — организмы, сочетающие потребление продуцентов и животной пищи: медведи, свиньи, многие рыбы и птицы.
Выделяют также паразитов как особую экологическую группу консументов, получающих питание от хозяина без его немедленной гибели, и некрофагов (падальщиков), потребляющих мёртвую ткань животных.
¶Роль в экосистеме
Консументы выполняют в экосистеме несколько ключевых функций:
- Перенос и трансформация энергии. Энергия, накопленная продуцентами, передаётся по пищевой цепи; на каждом уровне в среднем теряется около 90 % энергии, что ограничивает длину цепей обычно 4–5 звеньями.
- Регуляция численности. Хищники контролируют популяции травоядных, предотвращая перегрызание растительности и поддерживая структуру сообщества.
- Участие в круговороте веществ. Продукты жизнедеятельности и остатки консументов используются редуцентами, возвращая минеральные элементы в почву и атмосферу.
- Инженерная роль. Некоторые консументы изменяют среду обитания: бобры создают плотины, крупные травоядные формируют структуру травяных сообществ.
¶Экологическая эффективность
При передаче энергии между трофическими уровнями наблюдается значительная её потеря — в виде тепла при дыхании, с экскрементами, с невостребованной биомассой. Коэффициент экологической эффективности (кпд трофической цепи) составляет в среднем 5–20 %. Это означает, что для поддержания биомассы хищника требуется многократно большая биомасса травоядных и ещё большая — растений. Отсюда следует характерная пирамида численности и биомассы: продуцентов всегда больше, чем первичных консументов, а тех — чем хищников второго порядка.
¶Примеры пищевых цепей
Типичные цепи с участием консументов:
- Трава → кузнечик → лягушка → уж → коршу́н
- Фитопланктон → зоопланктон → мелкая рыба → крупная рыба → тюлень
- Дуб → гусеница → дрозд → ястреб
В реальных экосистемах линейные цепи переплетены в сложные пищевые сети, где один вид может занимать несколько трофических позиций.
¶Консументы и человек
Человек по характеру питания относится к консументам второго порядка (при потреблении мяса) или к смешанной группе омниворов. Сельское хозяйство по существу представляет собой управление потоками энергии через консументов: продуктивность мясного скотоводства определяется тем, сколько растительной продукции требуется для выращивания единицы животного белка. Повышение трофического уровня в рационе населения ведёт к росту нагрузки на аграрные экосистемы.
Источники:
- Линдеман Р. Л. Трофодинамическая экология // Экология: переводы. — М.: Изд-во иностр. лит., 1966.
- Беклемишев В. Н. Основы сравнительной анатомии беспозвоночных. — М.: Наука, 1964.
- Одум Ю. Экология. — М.: Мир, 1986.
- Бигон М., Таунсенд К., Харпер Дж. Экология: особи, популяции, сообщества. — М.: Мир, 1989.
- Реймерс Н. Ф. Экология: теории, законы, правила, принципы и гипотезы. — М.: Россия молодая, 1994.