Трофично ниво (хранителна верига и мрежа): Определение и примери (с диаграма)

В една екосистема материята се запазва, докато енергийни потоци през него. Начинът и ефективността на този поток могат да бъдат представени чрез трофични нива.

Основният източник на енергия за екосистемите е слънчевата светлина, въпреки че сероводородът от хидротермалните отвори осигурява и енергия. Изучаването на начина, по който енергията преминава към всяко трофично ниво, помага на еколозите да разработят стратегия за управление на околната среда.

A трофично ниво може да си представим като стъпка в пирамида, с групирани групи, представляващи организмите и тяхната роля в екосистемата. Тази трофична пирамида помага да се организират различните взаимодействия между тези организми.

От едно трофично ниво до следващото, само 10 процента от енергията се превръща в биомаса. Останалите 90 процента се губят.

A хранителна верига класифицира организмите по линеен начин, според тяхната роля в създаването и потреблението на енергия.

Най-ниската основа на хранителната верига се състои от фотосинтетични организми като растения и фитопланктон. Тези организми се наричат производители.

Производителите преобразуват слънчевата светлина и неорганичните молекули в енергия. Поради способността им да правят собствена храна, производителите също са призовани автотрофи. Тези производители съставляват първото трофично ниво. Те могат по-нататък да бъдат разделени на фотоавтотрофи, които използват слънчева светлина за храна и енергия и хемотрофи, които използват неорганични молекули при липса на слънчева светлина.

Хемотрофи може да се намери на такива места като дълбоководни отвори. Химичната енергия от сероводород в тези хидротермални отвори помага на тези организми да синтезират органични молекули за снабдяване с енергия.

Следващата стъпка в хранителната верига принадлежи на първични потребители. Основните потребители ядат производители. Основните консуматори обикновено са малки животни, тревопасни, които ядат растенията или фитопланктона. Потребителите се наричат ​​още хетеротрофи и те могат да задоволят енергийните си нужди само като ядат храна.

Потребителите включват енергията на производителите в собствената си биомаса. Първичните потребители представляват второто трофично ниво.

Вторични потребителиили месоядни, ядат първични консуматори. Те обикновено са по-големи животни, въпреки че има по-малко от тях. Има някои припокривания при някои животни, които са всеядни, като мечки, които ядат плодове и сьомга. Вторичните потребители представляват третото трофично ниво.

Значителна енергия се губи на трофичните нива, така че в трофична пирамида на ниво най-много загубена енергия възниква от вторичните консуматори. В крайна сметка това води до сценарий, при който на върха на трофичната пирамида има по-малко организми, докато основата му съдържа много видове.

Хранителни мрежи допълнително описват взаимосвързаните видове на различни трофични нива. Хранителните мрежи показват естеството на енергийния поток през екосистемите. Те могат да бъдат доста сложни и да бъдат засегнати и от сезонността на храната. Гореспоменатата мечка представлява един пример за животни с множество роли в екосистемата.

Поради динамичния характер на хранителната мрежа, тя може да се окаже по-полезен инструмент за описване на взаимодействията в дадена екосистема, отколкото трофична пирамида. В някои хранителни мрежи има животно, наречено a ключови видове. Останалата част от екосистемата разчита на присъствието на този вид, за да остане непокътната и устойчива. Когато бъде премахната, екосистемата може да се срине.

Ключовите видове обикновено са най-добрите хищници като вълци и мечки гризли. Най-добрият хищник се нарича върхов хищник. An върховен хищник по същество е третичен потребител и му се дава четвъртото и последно трофично ниво в пирамидата.

Друг фактор за стабилността на екосистемата е този на биоразнообразие. Когато има по-малко видово разнообразие, една екосистема страда. Това се отразява на трофичните нива, ако видове бъдат отстранени от тях. Пулсацията влияе нарушава баланса на цялата система.

Друга динамика в хранителната мрежа включва тези организми, наречени разложители. Тези разлагачи разграждат мъртвите организми (растителни и животински) и отделят хранителни вещества от тях в околната среда. Тогава тези минерали са достъпни за първичните производители на трофичната пирамида.

Примери за разлагачи включват червеи, плесени, насекоми, гъбички и бактерии. Това обаче не се счита за рециклиране на енергия. Той представлява освобождаване на енергия и често се случва като топлина.

Биомаса описва общата маса на всички организми, независимо дали са живи или мъртви, на трофично ниво. Всяко трофично ниво притежава определено количество биомаса.

Производителност на първичните производители се отнася до това колко енергия те могат да донесат на други живи същества. Тази сума се счита за нетна първична производителност. Брутната първична производителност представлява степента, в която фотосинтетичните първични производители могат да преобразуват слънчевата енергия.

Биоакумулация или биомагнитацията се отнасят до увеличаване на токсичните материали, които отиват по-нагоре по трофичната пирамида. Материалът се концентрира в животински тъкани. Пример за това би било замърсяването с дихлордифенилтрихлороетан (DDT). Този химикал се натрупва в околната среда.

С всяко ниво на консуматор, в техните тела се натрупват по-големи концентрации на ДДТ. На най-високото трофично ниво, като плешивите орли, тази биоакумулация има опустошителни ефекти върху здравето и оцеляването на животните. DDT е забранен за употреба през 70-те години, но има и други изкуствени химикали, които представляват риск за здравето на околната среда. Следователно става важно да се идентифицират и отстранят такива вещества от околната среда, преди да се получи такова замърсяване.

Биоакумулирането се случва и с някои тежки метали, които могат да бъдат намерени в рибите. Ето защо има препоръки за ограничаване на определена консумация на риба при хора в уязвими групи, като малки деца и бременни жени.

За да разберем тези понятия, помага да имаме реални примери. Океанът дава добра демонстрация на трофични нива и хранителни мрежи. Както споменахме по-горе, фитопланктонът е пример за първични производители. Зоопланктонът е вторичен консуматор на фитопланктон.

Третото трофично ниво, вторичен потребител, ще принадлежи на ракообразните, които ядат зоопланктон. И четвъртото трофично ниво би било рибата. Това може да се разшири и с животни като тюлени и дори други риби, които консумират тези риби. Апекс хищник, като кит косатка, би взел по-високото трофично ниво. С всяко ниво, повече енергията се губи.

Примери за фотоавтотрофи включват бактерии за фотосинтеза, растения и водорасли. Те преобразуват слънчевата енергия в ATP и NADP, които от своя страна се използват за получаване на органични молекули като глюкоза.

Примери за хемоавтотрофи включват бактерии в пещери или гореспоменатите хидротермални отвори. Около тези отвори хетеротрофи като скариди, омари и миди консумират хемоавтотрофите в дълбокия океан.

По отношение на реални примери за трофични пирамиди съществуват множество видове. Те могат да бъдат изправени или обърнати.

Една изправена пирамида би била представена от пасища, тъй като има по-малко организми, които се изкачват до най-високото ниво. Тревният биом може да има треви като най-ниско ниво като основен производител. Основният потребител би бил скакалец. Вторичен потребител ще бъде мишката. Трети потребител би бил змия, която изяжда мишката. Четвърти, кватернерен потребител и върховен хищник в пасищата би бил ястреб, който изяжда змията.

Друг биом с подобна динамика може да бъде езерце. Производителят ще бъде водорасли, а основният консуматор ще бъдат ларвите на насекомите. Вторичен потребител би бил мино, а третичен - жаба. Крайният месояден или четвъртичен потребител в биома на езерото би бил миеща мечка, която яде жабата.

В пустинята главният производител би бил кактусова трева, а неговият основен консуматор би бил пеперуда. Гущер ще яде пеперудата, което я прави вторичен консуматор. Змия би погълнала гущера, класирайки го като третичен консуматор. И пътник ще завърши горното и четвъртото ниво, след като изяде змията.

За разлика от изправената пирамида, в умерена гора основата на пирамидата ще бъде направена само от дървета. Основните консуматори, насекоми, ще съставляват голяма част от пирамидата.

Като се има предвид деликатната свързаност между организмите и тяхната среда, става изключително важно да се защити баланс на световните екосистеми. Ефектите от енергийния поток, биомасата и биоакумулацията играят роля в стратегиите за управление на еколозите за опазване.

Свързано съдържание: Как да се свържете с вашия представител относно изменението на климата