Задание 20 ОГЭ по биологии: пищевые цепи и экосистемы

Что проверяет задание

Задание 20 проверяет умение работать с экосистемной организацией природы — то есть понимать, как организмы связаны друг с другом через питание. Проверяются три ключевых умения:

• различать функциональные группы организмов в экосистеме (продуценты, консументы разных порядков, редуценты, детритофаги);
• понимать направление потока вещества и энергии в пищевой цепи;
• по списку организмов собирать логически верную последовательность «кто кого ест».

Это задание не требует зубрёжки конкретных видов — оно требует понимания принципа: энергия и вещество передаются от того, кто их производит или потребляет мёртвую органику, к тому, кто питается предыдущим звеном.

Как выглядит формулировка и сколько баллов

Типичная формулировка: «Составьте пищевую цепь из четырёх организмов (или уровней), в которую входит [конкретный организм или тип]. В ответе запишите последовательность букв, обозначающих организмы.» Даётся список организмов, обозначенных буквами (обычно 5–7 штук), из которых нужно выбрать четыре и расставить их в правильном порядке — от начального звена к конечному.

Задание оценивается в 2 балла: 2 балла — если цепь полностью верна (правильный набор организмов и правильный порядок), 1 балл — если допущена одна ошибка в порядке при верном наборе организмов, 0 баллов — если нарушена логика цепи или использованы «чужие» организмы. Часто в ответах ФИПИ допускается несколько вариантов верной цепи, если экосистема предполагает альтернативные трофические связи.

Что нужно знать

• Продуценты — организмы, создающие органические вещества из неорганических (в основном растения и цианобактерии) за счёт фотосинтеза: $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{\text{свет}} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$.
• Консументы I порядка — растительноядные организмы (едят продуцентов).
• Консументы II порядка — хищники, поедающие консументов I порядка.
• Консументы III порядка (суперхищники) — питаются консументами II порядка.
• Редуценты — бактерии и грибы, разлагающие органические остатки до неорганических веществ, замыкающие круговорот.
• Детрит — мёртвое органическое вещество (опавшие листья, трупы, экскременты), не переваренное до конца.
• Детритофаги (сапрофаги) — организмы, питающиеся детритом напрямую (дождевые черви, мокрицы, многоножки, некоторые жуки). Они занимают в детритной цепи ту же позицию, что консументы I порядка в пастбищной цепи.
• Пастбищная (выедания) цепь — начинается с живого продуцента: продуцент → консумент I → консумент II → консумент III.
• Детритная цепь (разложения) — начинается с мёртвого органического вещества: детрит → детритофаг → хищник I → хищник II.
• Правило экологической пирамиды (правило 10%) — на каждый следующий трофический уровень переходит примерно 10% энергии предыдущего: $E_{n+1} \approx 0{,}1 \cdot E_n$. Это объясняет, почему цепи редко длиннее 4–5 звеньев и почему суперхищников всегда меньше, чем растительноядных.
• Направление стрелки в цепи всегда указывает, куда идёт вещество и энергия, то есть от жертвы к тому, кто её съедает: жертва → хищник.

Методы решения

1. Метод «от начала цепи». Сначала находим организм, с которого логично может начинаться цепь: продуцент (для пастбищной цепи) или детрит (для детритной). Затем последовательно ищем, кто питается предыдущим звеном. Пример: дан список «дуб, гусеница, синица, ястреб» — начинаем с дуба (продуцент), далее гусеница ест листья дуба, синица ест гусеницу, ястреб ловит синицу.

2. Метод «от заданного организма». Если в условии указан конкретный организм (например, «в цепь входит мышь»), сначала определяем его трофическую роль — консумент какого порядка. Затем достраиваем цепь в обе стороны: что мышь ест и кто ест мышь. Пример: мышь ест зерно — значит перед ней продуцент (пшеница); мышь может стать добычей змеи или хищника — значит после неё консумент II порядка.

3. Метод исключения «лишних» организмов. В списке часто присутствуют организмы, которые не подходят по трофическим связям (например, два продуцента или организм из другой среды). Их сразу убираем из рассмотрения, сокращая перебор вариантов.

4. Метод проверки биологической логики связи. После составления черновой цепи проверяем каждую стрелку вопросом «может ли этот организм реально съесть предыдущий?». Если связь неправдоподобна (например, хищная птица «ест» дождевого червя напрямую, минуя мелких хищников), цепь нужно пересобрать.

5. Метод учёта альтернативных цепей. Если в экосистеме несколько организмов одного трофического уровня взаимозаменяемы (например, несколько видов детритофагов), может существовать несколько верных ответов. Нужно выбрать любой один вариант, но обязательно логически цельный от начала до конца.

Алгоритм решения по шагам

1. Прочитать список организмов и определить трофическую роль каждого: продуцент, детрит, детритофаг, консумент I, II или III порядка, редуцент.
2. Определить тип цепи, которую нужно построить: пастбищную (начинается с продуцента) или детритную (начинается с детрита) — это обычно ясно из условия задания.
3. Найти начальное звено цепи.
4. Последовательно выбрать организм, который реально питается предыдущим звеном, двигаясь от начала к концу.
5. Проверить, что в цепи ровно столько звеньев, сколько требует условие (обычно четыре).
6. Убедиться, что заданный в условии организм (например, мышь или детрит) присутствует в цепи на логичном месте.
7. Проверить цепь целиком «от конца к началу»: последнее звено действительно способно поймать и съесть предпоследнее, и так далее до самого начала.
8. Записать ответ буквами в нужном порядке через стрелки или иные разделители, указанные в задании.

Разбор примеров

Пример 1. Цепь с детритом

Условие: составить пищевую цепь из четырёх уровней, в которую входит детрит.

Допустим, дан набор организмов: С — опавшие листья (детрит), З — дождевой червь, Л — мокрица, О — многоножка-кивсяк, И — жужелица (хищный жук), Е — ёж, Г — лисица.

Шаг 1. Раз в условии есть детрит, цепь детритная, начинается с С.

Шаг 2. Кто питается детритом напрямую? Дождевой червь (З), мокрица (Л) и многоножка (О) — все три равноправно годятся, это взаимозаменяемые детритофаги.

Шаг 3. Кто ест детритофагов? Жужелица (И) — хищный жук, охотящийся на мелких почвенных беспозвоночных.

Шаг 4. Кто ест жужелицу? Ёж (Е).

Получаем три равнозначных варианта: $С \to З \to И \to Е$, $С \to Л \to И \to Е$, $С \to О \to И \to Е$.

Шаг 5. Проверяем дополнительную возможность: ёж может есть детритофагов и напрямую, минуя жужелицу, а его самого может съесть лисица (Г). Тогда получается ещё одна верная цепь: $С \to Л \to Е \to Г$.

Итоговый ответ (любой из вариантов подходит): С→З→И→Е, либо С→Л→И→Е, либо С→О→И→Е, либо С→Л→Е→Г.

Пример 2. Цепь с мышью

Условие: составить пищевую цепь из четырёх организмов, в которую входит мышь.

Дан набор: И — пшеница (продуцент), К — мышь, Е — уж (змея), В — канюк (хищная птица), Г — хорёк, А — лисица.

Шаг 1. Цепь пастбищная, поэтому начинается с продуцента — пшеницы (И).

Шаг 2. Мышь (К) — консумент I порядка, питается зерном пшеницы. Значит вторым звеном ставим К.

Шаг 3. Кто ест мышь? Уж (Е) или хорёк (Г) — оба варианта биологически верны, это консументы II порядка.

Шаг 4. Кто замыкает цепь? Если добычей мыши стал уж, его может съесть канюк (В) — консумент III порядка. Если мышь поймал хорёк, его самого может съесть лисица (А).

Получаем два равноценных ответа: $И \to К \to Е \to В$ и $И \to К \to Г \to А$.

Шаг 5. Проверка: в обеих цепях мышь стоит на позиции консумента I порядка сразу после продуцента — условие задания выполнено.

Пример 3. Цепь с древесными растениями

Условие: составить пищевую цепь из четырёх организмов, в которую входят древесные растения.

Дан набор: Р — дуб (древесное растение, продуцент), Д — гусеница-листоед, Е — синица, Г — ястреб-перепелятник.

Шаг 1. Раз указаны древесные растения, начинаем с продуцента — дуба (Р).

Шаг 2. Кто питается листьями дуба? Гусеница-листоед (Д) — консумент I порядка.

Шаг 3. Кто ест гусениц? Синица (Е) — консумент II порядка, насекомоядная птица.

Шаг 4. Кто ест синиц? Ястреб-перепелятник (Г) — консумент III порядка, специализированный хищник мелких птиц.

Собираем цепь: $Р \to Д \to Е \to Г$.

Шаг 5. Проверка целостности: дуб производит органику → гусеница ест листья → синица ест гусеницу → ястреб ловит синицу. Каждая стрелка биологически обоснована, звеньев ровно четыре, древесное растение присутствует и стоит первым — всё соответствует условию.

Типичные ошибки и ловушки

• Перепутан порядок звеньев — стрелка направлена не в ту сторону; помните: стрелка всегда идёт от того, кого едят, к тому, кто ест.
• Цепь начинается не с того звена. Если в условии есть детрит — начинать нужно именно с него, а не с детритофага; если продуцент есть в списке, но в задании требуется детритная цепь, продуцент не подходит для старта.
• Пропуск обязательного трофического уровня — например, между продуцентом и консументом III порядка ставят прямую связь, забыв про консумента I и II порядков.
• Включение в цепь двух организмов одного трофического уровня подряд — так не бывает: два продуцента или два растительноядных организма не могут идти друг за другом в одной цепи.
• Неучёт биологической реалистичности связи — не любой хищник ест любую добычу; нужно опираться на реальные размеры и рацион организмов.
• Игнорирование того, что заданный организм должен реально присутствовать в цепи, причём на корректной позиции, а не просто быть упомянутым где-то в списке.
• Забывают о существовании нескольких верных вариантов и пытаются угадать «единственный правильный» ответ, хотя допустимы разные равноценные цепи, если условие не сужает выбор.

Как готовиться

При подготовке к заданию 20 полезно регулярно тренироваться на списках из открытого банка заданий: выписывать организмы, определять их трофическую роль и строить цепи, проговаривая вслух логику каждой связи. Стоит завести таблицу с примерами типичных продуцентов, консументов разных порядков, детритофагов и редуцентов для разных экосистем — леса, луга, водоёма, — чтобы быстро узнавать роль организма по его названию. Полезно решать задания в обе стороны: не только «от начала к концу», но и «от заданного организма» — это тренирует гибкость мышления, которая нужна, когда условие требует включить в цепь конкретный вид. Также важно закрепить понимание правила экологической пирамиды и разницы между пастбищной и детритной цепью — это фундамент, на котором строится правильный порядок звеньев в любом варианте задания.