Яды и вселенцы в пищевых сетях

В заливе Сагино озера Гурон у светлопёрого судака на вершине пищевой сети содержание ПХБ было более чем вчетверо выше, чем у фитопланктона в её основании.

Почему яды накапливаются на вершине

При движении вверх по пищевой сети энергии становится меньше, но с некоторыми веществами происходит обратное. Стойкое химическое вещество трудно расщепить или вывести из организма, поэтому оно остаётся в жире и тканях. Мелкая рыба съедает тысячи планктонных организмов и сохраняет большую часть вещества из них. Крупная рыба ест много мелких рыб и сохраняет их запас. На каждом уровне концентрация растёт. В OpenStax это называют биомагнификацией: повышением концентрации стойких токсичных веществ на каждом трофическом уровне, от продуцентов до высших консументов.

Этот упрощённый пример биомассы предполагает поглощение и удержание вещества; соотношение пищи и массы тела условно, а не получено прямым пересчётом правила 10% передачи энергии. Если рыбе нужно около десяти килограммов пищи, чтобы нарастить один килограмм тела, и вещество по пути не теряется, то вещество из десяти килограммов пищи окажется в одном килограмме рыбы. Повтори это на нескольких уровнях, и высший хищник будет содержать на килограмм гораздо больше вещества, чем любой организм ниже него.

ДДТ, ПХБ и ртуть

Самый известный пример связан с пестицидом ДДТ, описанным в книге Рэйчел Карсон Silent Spring 1962 года. В некоторых водоёмах птицы на вершине пищевой сети получали через рыбу столько ДДТ, что скорлупа их яиц истончалась и ломалась при гнездовании, а численность падала. OpenStax отмечает, что использование ДДТ запретили в США в 1970-х годах. ПХБ, вещества, когда-то применявшиеся в охлаждающих жидкостях, запретили в США в 1979 году, но из-за стойкости их до сих пор находят в озёрной рыбе.

Тяжёлые металлы, например ртуть, свинец и кадмий, тоже накапливаются. В OpenStax приведены рекомендации Агентства по охране окружающей среды США: беременным и маленьким детям следует избегать рыбы-меча, акулы, королевской макрели и кафельника, крупных хищных рыб с высоким содержанием ртути, и выбирать рыбу и морепродукты с меньшим её содержанием, например лосося, тиляпию, креветок, минтая и сома. Рекомендации различаются по странам и обновляются, поэтому по вопросам своего питания обращайся к национальному органу безопасности пищевых продуктов.

Новый вид в сети

Пищевые сети меняются и при добавлении вида. Инвазивные виды являются организмами, занесёнными за пределы естественного ареала и нарушающими равновесие нового местообитания. В OpenStax рассказано об азиатских карповых, завезённых в США в 1970-х годах для очистки прудов фильтрацией планктона. Часть сбежала, и к 1980-м годам они жили во многих водоёмах бассейна Миссисипи. Белый толстолобик ест планктон, которым питаются местные пресноводные двустворчатые моллюски и улитки, а чёрный амур ест самих местных двустворчатых моллюсков и улиток. На некоторых участках реки Иллинойс азиатские карповые составляют 95% биомассы сообщества.

Вселенец без хищников на новом месте ведёт себя как освободившаяся от хищников добыча в симуляции пищевой сети, но ещё и конкурирует с местными видами за пищу. Чтобы не пустить карповых в Великие озёра, на Чикагском санитарном и судоходном канале используют электрические барьеры. Все примеры этого урока объединяет один вывод: что бы ни попало в пищевую сеть, вещество или вид, оно движется по тем же пищевым связям.