ZA łańcuch pokarmowy lub troficzny jest graficzną reprezentacją wielu istniejących powiązań pod względem interakcji konsumpcji między różnymi gatunkami, które są częścią społeczności.
Łańcuchy troficzne są bardzo zróżnicowane w zależności od badanego ekosystemu i składają się z różnych poziomów troficznych tam występujących. Podstawę każdej sieci tworzą producenci pierwotni. Są zdolne do fotosyntezy, wychwytując energię słoneczną.
Kolejne poziomy łańcucha składają się z organizmów heterotroficznych. Roślinożercy zjadają rośliny, a te są zjadane przez drapieżniki.
Często relacje w sieci nie są całkowicie liniowe, ponieważ w niektórych przypadkach zwierzęta mają rozbudowaną dietę. Na przykład mięsożerca może żerować na mięsożernych i roślinożernych.
Jedną z najbardziej wyróżniających się cech łańcuchów pokarmowych jest nieefektywność, z jaką energia przechodzi z jednego poziomu na drugi. Wiele z tego jest tracone w postaci ciepła, a tylko około 10% przechodzi. Z tego powodu łańcuchy pokarmowe nie mogą się rozciągać i mieć wiele poziomów..
Indeks artykułów
Wszystkie czynności, które wykonują organizmy, wymagają energii - od ruchu, czy to drogą wodną, lądową czy powietrzną, po transport cząsteczki na poziomie komórki.
Cała ta energia pochodzi ze słońca. Energia słoneczna, która nieustannie promieniuje do planety Ziemia, jest przekształcana w reakcje chemiczne, które zasilają życie.
W ten sposób najbardziej podstawowe cząsteczki, które pozwalają na życie, są pozyskiwane ze środowiska w postaci składników odżywczych. W przeciwieństwie do chemicznych składników odżywczych, które są konserwowane.
Dlatego istnieją dwa podstawowe prawa rządzące przepływem energii w ekosystemach. Pierwsza zakłada, że energia przechodzi z jednej społeczności do drugiej w dwóch ekosystemach poprzez ciągły przepływ tylko w jednym kierunku. Konieczne jest zastąpienie energii źródła słonecznego.
Drugie prawo stanowi, że składniki odżywcze przechodzą przez cykle w sposób ciągły i są wielokrotnie wykorzystywane w tym samym ekosystemie, a także między nimi..
Oba prawa modulują przepływ energii i kształtują złożoną sieć interakcji, które istnieją między populacjami, między społecznościami i między tymi biologicznymi bytami a ich abiotycznym środowiskiem..
Ogólnie rzecz biorąc, istoty organiczne są klasyfikowane zgodnie ze sposobem, w jaki uzyskują energię do rozwoju, utrzymania i rozmnażania, na autotrofy i heterotrofy..
Pierwsza grupa, autotrofy, obejmuje osobniki zdolne do pobierania energii słonecznej i przekształcania jej w energię chemiczną zmagazynowaną w cząsteczkach organicznych..
Innymi słowy, autotrofy nie muszą spożywać żywności, aby przeżyć, ponieważ są w stanie ją wytworzyć. Często nazywani są również „producentami”.
Najbardziej znaną grupą organizmów autotroficznych są rośliny. Istnieją jednak inne grupy, takie jak algi i niektóre bakterie. Posiadają całą maszynerię metaboliczną niezbędną do przeprowadzania procesów fotosyntezy..
Słońce, źródło energii zasilającej Ziemię, działa dzięki fuzji atomów wodoru w atomy helu, uwalniając przy tym ogromne ilości energii.
Tylko niewielka część tej energii dociera do ziemi w postaci fal elektromagnetycznych ciepła, światła i promieniowania ultrafioletowego..
Pod względem ilościowym duża część energii docierającej do ziemi jest odbijana przez atmosferę, chmury i powierzchnię ziemi..
Po tym zdarzeniu absorpcji około 1% energii słonecznej pozostaje dostępne. Z tej ilości, która dociera do ziemi, rośliny i inne organizmy wychwytują 3%.
Druga grupa składa się z organizmów heterotroficznych. Nie są zdolne do fotosyntezy i muszą aktywnie poszukiwać pożywienia. Dlatego w kontekście łańcuchów pokarmowych nazywani są konsumentami. Później zobaczymy, jak są klasyfikowane.
Energia, którą udało się zmagazynować poszczególnym producentom, jest do dyspozycji innych organizmów tworzących społeczność..
Istnieją organizmy, które podobnie tworzą „nici” łańcuchów troficznych. To są rozkładający się lub zjadacze gruzu.
Rozkładniki składają się z niejednorodnej grupy małych zwierząt i protistów, które żyją w środowiskach, w których często gromadzą się odpady, takie jak spadające na ziemię liście i zwłoki..
Wśród najwybitniejszych organizmów spotykamy: dżdżownice, roztocza, myriapody, protisty, owady, skorupiaki zwane wełnowcami, nicienie, a nawet sępy. Z wyjątkiem tego latającego kręgowca, reszta organizmów jest dość powszechna w składowiskach odpadów.
Jego rola w ekosystemie polega na wydobywaniu energii zmagazynowanej w martwej materii organicznej, wydalaniu jej w bardziej zaawansowanym stanie rozkładu. Produkty te służą jako pokarm dla innych rozkładających się organizmów. Głównie jak grzyby.
Rozkładające działanie tych czynników jest niezbędne we wszystkich ekosystemach. Gdybyśmy usunęli wszystkie rozkładające się, mielibyśmy nagłe nagromadzenie zwłok i innej materii.
Poza tym składniki odżywcze zgromadzone w tych ciałach zostałyby utracone, gleba nie mogłaby zostać odżywiona. Zatem uszkodzenie jakości gleby spowodowałoby drastyczny spadek życia roślin, kończąc poziom produkcji podstawowej..
W łańcuchach pokarmowych energia przechodzi z jednego poziomu na drugi. Każda z wymienionych kategorii stanowi poziom troficzny. Pierwsza składa się z ogromnej różnorodności producentów (wszelkiego rodzaju rośliny, między innymi sinice).
Z drugiej strony konsumenci zajmują kilka poziomów troficznych. Te, które żywią się wyłącznie roślinami, tworzą drugi poziom troficzny i nazywane są konsumentami pierwotnymi. Przykładem tego są wszystkie zwierzęta roślinożerne.
Konsumenci wtórni to mięsożercy - zwierzęta jedzące mięso. Są to drapieżniki, a ich ofiarą są głównie konsumenci pierwotni..
Wreszcie istnieje inny poziom utworzony przez konsumentów trzeciorzędnych. Obejmuje grupy zwierząt mięsożernych, których ofiarą są inne zwierzęta mięsożerne należące do konsumentów wtórnych.
Łańcuchy pokarmowe to elementy graficzne, które mają na celu opisanie relacji między gatunkami w społeczności biologicznej pod względem ich diety. W kategoriach dydaktycznych ta sieć ujawnia „kto karmi się czym lub kim”.
Każdy ekosystem przedstawia unikalną sieć pokarmową i drastycznie różni się od tego, co moglibyśmy znaleźć w innym typie ekosystemu. Ogólnie łańcuchy pokarmowe są bardziej skomplikowane w ekosystemach wodnych niż lądowych..
Nie należy spodziewać się liniowej sieci interakcji, ponieważ w naturze niezwykle trudno jest precyzyjnie określić granice między odbiorcami pierwotnymi, wtórnymi i trzeciorzędnymi..
Wynikiem tego wzorca interakcji będzie sieć z wieloma połączeniami między członkami systemu..
Na przykład niektóre niedźwiedzie, gryzonie, a nawet my, ludzie, są „wszystkożernymi”, co oznacza, że zakres żywienia jest szeroki. W rzeczywistości łaciński termin oznacza „kto je wszystko”.
Zatem ta grupa zwierząt może w niektórych przypadkach zachowywać się jako konsument pierwotny, a później jako konsument wtórny lub odwrotnie..
Przechodząc do następnego poziomu, mięsożercy na ogół zjadają zwierzęta roślinożerne lub inne drapieżniki. W związku z tym zostaliby sklasyfikowani jako konsumenci drugorzędni i trzeciorzędni.
Aby zilustrować poprzedni związek, możemy użyć sów. Zwierzęta te są konsumentami wtórnymi, gdy żywią się małymi roślinożernymi gryzoniami. Ale kiedy konsumują ssaki owadożerne, uważa się je za trzeciego konsumenta.
Istnieją skrajne przypadki, które mają tendencję do dalszego komplikowania sieci, na przykład rośliny mięsożerne. Chociaż są producentami, są również klasyfikowani jako konsumenci, w zależności od zdobyczy. W przypadku bycia pająkiem stałby się wtórnym producentem i konsumentem.
Przejście energii z jednego poziomu troficznego na następny jest wysoce nieefektywnym wydarzeniem. Idzie to w parze z prawem termodynamiki, które mówi, że zużycie energii nigdy nie jest całkowicie wydajne..
Aby zilustrować przepływ energii, weźmy jako przykład wydarzenie z życia codziennego: spalanie benzyny przez nasz samochód. W tym procesie 75% uwolnionej energii jest tracone w postaci ciepła..
Możemy ekstrapolować ten sam model na istoty żywe. Kiedy wiązania ATP są rozrywane w celu wykorzystania ich podczas skurczu mięśni, w ramach tego procesu wytwarzane jest ciepło. To jest ogólny wzorzec w komórce, wszystkie reakcje biochemiczne wytwarzają niewielkie ilości ciepła.
Podobnie, transfer energii z jednego poziomu troficznego na inny odbywa się ze znacznie niską wydajnością. Kiedy roślinożerca spożywa roślinę, tylko część energii przechwyconej przez autotrof może przekazać zwierzęciu.
Podczas tego procesu roślina zużywała część energii na wzrost, a znaczna część została utracona w postaci ciepła. Ponadto część energii słonecznej została wykorzystana do zbudowania cząsteczek, które nie są trawione ani nadające się do wykorzystania przez roślinożerców, takich jak celuloza..
Kontynuując ten sam przykład, energia, którą roślinożerca uzyskał dzięki spożyciu rośliny, zostanie podzielona na wiele zdarzeń w organizmie..
Część tego zostanie wykorzystana do zbudowania części zwierzęcia, na przykład egzoszkieletu, w przypadku stawonogów. Podobnie jak na poprzednich poziomach, duży procent jest tracony w formie termicznej.
Trzeci poziom troficzny obejmuje osobniki, które będą spożywać naszego hipotetycznego stawonoga powyżej. Ta sama logika energetyczna, którą zastosowaliśmy do dwóch górnych poziomów, odnosi się również do tego poziomu: duża część energii jest tracona w postaci ciepła. Ta funkcja ogranicza długość, jaką może przyjąć łańcuch.
Piramida troficzna to szczególny sposób graficznego przedstawienia relacji, które omówiliśmy w poprzednich rozdziałach, nie jako sieć powiązań, ale poprzez grupowanie różnych poziomów w stopnie piramidy..
Charakteryzuje się tym, że uwzględnia względny rozmiar każdego poziomu troficznego jako każdego prostokąta w piramidzie.
U podstawy reprezentowani są producenci pierwotni, a gdy przesuwamy się w górę wykresu, pozostałe poziomy pojawiają się w porządku rosnącym: konsumenci pierwotni, drugorzędni i trzeciorzędni.
Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że każdy stopień jest około dziesięciokrotnie wyższy, jeśli porównamy go z wyższym. Obliczenia te są wyprowadzane z dobrze znanej reguły 10%, ponieważ przejście z jednego poziomu na drugi implikuje transformację energii bliską tej wartości..
Na przykład, jeśli poziom energii zmagazynowanej jako biomasa wynosi 20000 kilokalorii na metr kwadratowy rocznie, na górnym poziomie będzie to 2000, w następnych 200 itd., Aż dotrze do odbiorców czwartorzędowych..
Energia, która nie jest wykorzystywana w procesach metabolicznych organizmów, reprezentuje odrzuconą materię organiczną lub biomasę, która jest przechowywana w glebie.
Istnieją różne typy piramid, w zależności od tego, co jest w nich reprezentowane. Można to zrobić m.in. pod względem biomasy, energii (jak we wspomnianym przykładzie), produkcji, liczby organizmów m.in..
Typowy słodkowodny wodny łańcuch pokarmowy zaczyna się od ogromnej ilości żyjących w nim zielonych alg. Ten poziom reprezentuje głównego producenta.
W naszym hipotetycznym przykładzie głównym konsumentem będą mięczaki. Konsumenci wtórni obejmują gatunki ryb żywiące się mięczakami. Na przykład lepkie gatunki rzeźbiące (Cottus cognatus).
Ostatni poziom obejmuje konsumentów trzeciorzędnych. W tym przypadku śliską rzeźbę konsumuje gatunek łososia: łosoś królewski lub Oncorhynchus tshawytscha.
Jeśli spojrzymy na to z perspektywy sieci, to na początkowym poziomie producentów powinniśmy wziąć pod uwagę oprócz zielenic wszystkie okrzemki, sinice i inne..
W ten sposób włącza się znacznie więcej elementów (gatunki skorupiaków, wrotki i wiele gatunków ryb), aby utworzyć połączoną sieć.
Jeszcze bez komentarzy