Условие
Дана цепь питания: трава — кузнечик — лягушка — уж — ястреб. Нужно определить трофические уровни каждого участника, объяснить, почему цепь обычно короткая, и посчитать, сколько травы нужно, чтобы вырос ястреб массой 1 кг, если на следующий уровень переходит примерно десятая часть энергии.
Что известно и что ищем
- Продуценты — первый трофический уровень, консументы первого порядка — второй, и так далее.
- Редуценты не входят в линейную цепь как «последний хищник»: они замыкают круговорот, разлагая остатки.
- Правило пирамиды: на следующий уровень переходит примерно десятая часть энергии, остальное расходуется на дыхание, движение, тепло.
- Значит, задача решается «обратным ходом»: от массы ястреба к массе каждого предыдущего звена.
Ход решения
- Шаг 1. Размечаем уровни. Трава — продуцент (первый уровень). Кузнечик — консумент первого порядка (второй). Лягушка — второго (третий). Уж — третьего (четвёртый). Ястреб — четвёртого порядка (пятый уровень).
- Шаг 2. Объясняем короткость цепи. На каждом переходе теряется примерно девять десятых энергии, поэтому после четырёх-пяти звеньев её остаётся слишком мало, чтобы прокормить ещё одного хищника. Длинные цепи возможны там, где продукция велика и звенья мелкие.
- Шаг 3. Считаем обратным ходом. Ястреб массой 1 кг должен съесть около 10 кг ужей; ужам нужно около 100 кг лягушек; лягушкам — около 1 000 кг кузнечиков; кузнечикам — около 10 000 кг травы.
- Шаг 4. Проверяем логику ответа. Масса травы получается в десять тысяч раз больше массы ястреба — это не «ошибка задачи», а прямое следствие потерь на каждом уровне.
- Шаг 5. Формулируем ограничение. Расчёт приблизительный: часть энергии уходит в виде тепла, часть веществ возвращается редуцентами, а рацион животных не состоит из одного вида. Точное число зависит от условий, порядок величины — нет.
Проверь себя
- Ответ: уровни — трава, кузнечик, лягушка, уж, ястреб (с первого по пятый); травы нужно порядка десяти тонн на килограмм ястреба.
- Проверка вывода: если в расчёте масса предыдущего звена меньше массы следующего, направление перепутано.
- Ловушка: считать, что энергия «возвращается» к продуцентам по кругу. Возвращается вещество, а энергия уходит и восполняется только Солнцем.
Как объяснить ребёнку
«Представь, что каждый обед отдаёт следующему только десятую часть: съел десять котлет — товарищу досталась одна. К концу цепочки от огромного обеда остаются крошки. Поэтому хищников на вершине всегда мало, а травы под ними — очень много».
Тема для отчёта родителю
«Пищевая цепь и правило экологической пирамиды: почему в вершине цепи мало хищников».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.