V ekosystému je hmota zachována energetické toky skrz to. Způsob a účinnost tohoto toku lze vyjádřit trofickými úrovněmi.
Hlavním zdrojem energie pro ekosystémy je sluneční světlo, ačkoli energii poskytuje také sirovodík z hydrotermálních průduchů. Studium způsobu, jakým energie proudí na každou trofickou úroveň, pomáhá ekologům strategizovat strategii v oblasti životního prostředí.
Definice potravinového řetězce a trofických úrovní
A tropická úroveň lze představit jako krok v pyramidě, kde jsou seskupeny skupiny představující organismy a jejich roli v ekosystému. Tato trofická pyramida pomáhá organizovat různé interakce mezi těmito organismy.
Z jedné trofické úrovně na druhou se pouze 10 procent energie přemění na biomasu. Zbývajících 90 procent je ztraceno.
A potravní řetězec řadí organismy lineárně podle jejich role při tvorbě a spotřebě energie.
Obecné trofické úrovně
Nejnižší základ potravinového řetězce tvoří fotosyntetické organismy, jako jsou rostliny a fytoplankton. Tyto organismy se nazývají výrobci.
Výrobci přeměňují sluneční světlo a anorganické molekuly na energii. Kvůli své schopnosti vyrábět si vlastní potraviny se také nazývají producenti autotrofy. Tito producenti tvoří první trofickou úroveň. Ty lze dále rozdělit na fotoautotrofy, které využívají sluneční světlo k jídlu a energii, a chemotrofy, které používají anorganické molekuly v nepřítomnosti slunečního světla.
Chemotrofy najdete na takových místech, jako jsou hlubinné průduchy. Chemická energie ze sirovodíku v těchto hydrotermálních průduchech pomáhá těmto organismům syntetizovat organické molekuly pro jejich dodávku energie.
Spotřebitelé v potravinovém řetězci
Další krok v potravinovém řetězci patří společnosti primární spotřebitelé. Primární spotřebitelé jedí producenty. Primárními spotřebiteli jsou obvykle malá zvířata, býložravci, kteří jedí rostliny, nebo fytoplankton. Spotřebitelé se také nazývají heterotrofi a mohou uspokojit energetické potřeby pouze jídlem.
Spotřebitelé začleňují energii výrobců do své vlastní biomasy. Primární spotřebitelé zahrnují druhou trofickou úroveň.
Sekundární spotřebitelénebo masožravci jedí primární spotřebitele. Jsou to obecně větší zvířata, i když je jich méně. U některých zvířat, která jsou všežravci, se vyskytují určité překrývání, například u medvědů, kteří jedí ovoce a lososa. Sekundární spotřebitelé zahrnují třetí trofickou úroveň.
Na trofických úrovních se ztrácí značná energie, takže v pyramida na trofické úrovni nejvíce ztracené energie pochází od sekundárních spotřebitelů. Nakonec to vede ke scénáři, ve kterém je nahoře trofické pyramidy méně organismů, zatímco její základna obsahuje mnoho druhů.
Potravinové weby
Potravinové weby dále popsat vzájemně související druhy na různých trofických úrovních. Potravinové sítě ukazují povahu toku energie ekosystémy. Mohou být poměrně složité a jsou ovlivněny také sezónností jídla. Výše uvedený medvěd představuje jeden příklad zvířat s více rolemi v ekosystému.
Vzhledem k dynamické povaze potravinářského webu se může ukázat jako užitečnější nástroj k popisu interakcí v ekosystému než trofická pyramida. V rámci některých potravinových sítí existuje zvíře zvané a klíčový druh. Zbytek ekosystému spoléhá na to, že přítomnost tohoto druhu zůstane nedotčená a udržitelná. Po odstranění se ekosystém může zhroutit.
Keystone druhy bývají nejlepšími predátory, jako jsou vlci a medvědi grizzly. Vrcholový predátor se nazývá vrcholový predátor. An vrcholový predátor je v podstatě terciárním spotřebitelem a je mu dána čtvrtá a poslední trofická úroveň v pyramidě.
Biodiverzita ekosystémů
Dalším faktorem stability ekosystému je faktor biologická rozmanitost. Pokud je druhová rozmanitost menší, ekosystém trpí. To ovlivňuje trofické úrovně, pokud jsou z nich odstraněny druhy. Vliv zvlnění narušuje rovnováhu celého systému.
Další dynamika, která se hraje v potravinové síti, zahrnuje ty organismy, které se nazývají rozkladače. Tyto rozkladače rozkládají mrtvé organismy (rostliny a zvířata) a uvolňují z nich živiny do životního prostředí. Pak jsou tyto minerály k dispozici primárním producentům trofické pyramidy.
Mezi příklady rozkladačů patří červi, plísně, hmyz, houby a bakterie. To se však nepovažuje za recyklaci energie. Představuje uvolňování energie a často se vyskytuje jako teplo.
Biomasa popisuje celkovou hmotnost všech organismů, ať už živých nebo mrtvých, v trofické úrovni. Každá trofická úroveň obsahuje určité množství biomasy.
Produktivita prvovýrobců odkazuje na to, kolik energie mohou přinést jiným živým tvorům. Tato částka se považuje za čistou primární produktivitu. Hrubá primární produktivita představuje rychlost fotosyntetických primárních výrobců, kteří mohou přeměňovat sluneční energii.
Problémy s bioakumulací
Bioakumulace nebo biomagnfikace označují nárůst toxických materiálů, který jde dále po trofické pyramidě. Materiál se koncentruje ve zvířecích tkáních. Příkladem toho může být kontaminace dichlorodifenyltrichlorethanem (DDT). Tato chemická látka se v životním prostředí hromadí.
S každou úrovní spotřebitele se v jejich tělech hromadí vyšší koncentrace DDT. Na nejvyšší trofické úrovni, jako jsou orly bělohlavé, má tato bioakumulace devastující účinky na zdraví a přežití zvířat. Používání DDT bylo zakázáno v 70. letech, ale existují i jiné chemikálie vyrobené člověkem, které představují riziko pro zdraví životního prostředí. Proto je důležité identifikovat a odstranit takové látky z prostředí dříve, než se taková kontaminace ujme.
K bioakumulaci dochází také u určitých těžkých kovů, které se nacházejí v rybách. Proto existují doporučení omezit konzumaci určitých ryb u lidí ve zranitelných skupinách, jako jsou malé děti a těhotné ženy.
Příklady trofické úrovně a webů s potravinami
Abychom těmto konceptům porozuměli, pomáhá nám mít příklady z reálného světa. Oceán poskytuje dobrou ukázku trofických úrovní a potravinových sítí. Jak již bylo zmíněno dříve, fytoplankton je příkladem primárních producentů. Zooplankton jsou druhotní spotřebitelé fytoplanktonu.
Třetí trofická úroveň sekundárního spotřebitele by patřila korýšům, kteří jedí zooplankton. A čtvrtou trofickou úrovní by byly ryby. To by se mohlo dále rozšířit o zvířata, jako jsou tuleni, a dokonce i jiné ryby, které tyto ryby konzumují. Vrcholový dravec, jako je velryba orca, by získal vyšší trofickou úroveň. S každou úrovní více ztrácí se energie.
Mezi příklady fotoautotrofů patří fotosyntéza bakterií, rostlin a řas. Převádějí sluneční energii na ATP a NADP, které se zase používají k výrobě organických molekul, jako je glukóza.
Příklady chemoautotrofů zahrnují bakterie v jeskyních nebo výše uvedené hydrotermální průduchy. Kolem těchto průduchů spotřebovávají heterotrofové, jako jsou krevety, humři a slávky, chemoautotrofy v hlubokém oceánu.
Příklady trofické pyramidy
Pokud jde o příklady trofických pyramid ze skutečného světa, existuje mnoho druhů. Mohou být ve svislé nebo obrácené poloze.
Vzpřímenou pyramidu by představovaly louky a pastviny, protože na nejvyšší úroveň je méně organismů. Travní biom může mít trávy jako nejnižší úroveň jako primární producent. Primárním spotřebitelem by byl kobylka. Sekundárním spotřebitelem by byla myš. Terciálním spotřebitelem by byl had, který jí myš. Čtvrtým, kvartérním konzumentem a vrcholným dravcem na pastvinách by byl jestřáb, který hada žere.
Další biom s podobnou dynamikou může být rybník. Producentem by byly řasy a primárním spotřebitelem by byly larvy hmyzu. Sekundárním spotřebitelem by byla střevle a terciárním žába. Konečným masožravcem nebo kvartérním konzumentem v biomu rybníka by byl mýval, který žábu žere.
V poušti by hlavním producentem byla kaktusová tráva a jejím hlavním spotřebitelem by byl motýl. Ještěrka by snědla motýla, což by z něj učinilo druhotného konzumenta. Had by ještěra zkonzumoval, což by ji považovalo za terciárního konzumenta. A roadrunner by zaoblil horní a čtvrtou úroveň, poté, co jí hada.
V kontrastu se vzpřímenou pyramidou v mírném lese by základna pyramidy byla tvořena pouhými stromy. Hlavní spotřebitelé, hmyz, by tvořili velkou část pyramidy.
Vzhledem k křehkému propojení mezi organismy a jejich prostředím se stává zásadní chránit Zůstatek světových ekosystémů. Účinky toku energie, biomasy a bioakumulace - to vše hraje roli ve strategiích řízení ochrany ekologů.
Související obsah: Jak kontaktovat svého zástupce ohledně změny klimatu