Trophische Ebene (Nahrungskette & Web): Definition & Beispiele (mit Diagramm)

In einem Ökosystem wird Materie konserviert, während Energieflüsse durch. Die Art und Effizienz dieses Flusses kann durch trophische Ebenen dargestellt werden.

Die Hauptenergiequelle für Ökosysteme ist Sonnenlicht, obwohl auch der Schwefelwasserstoff aus hydrothermalen Quellen Energie liefert. Die Untersuchung der Art und Weise, wie Energie zu jeder trophischen Ebene fließt, hilft Ökologen bei der Strategie des Umweltmanagements.

EIN trophische Ebene kann man sich als einen Schritt in einer Pyramide vorstellen, bei der übereinander angeordnete Gruppen Organismen und ihre Rolle im Ökosystem darstellen. Diese trophische Pyramide hilft, die verschiedenen Interaktionen zwischen diesen Organismen zu organisieren.

Von einer trophischen Ebene zur nächsten werden nur 10 Prozent der Energie in Biomasse umgewandelt. Die restlichen 90 Prozent gehen verloren.

EIN Nahrungskette ordnet Organismen linear nach ihrer Rolle bei der Energieerzeugung und -verbrauch.

Die unterste Basis einer Nahrungskette besteht aus photosynthetischen Organismen wie Pflanzen und Phytoplankton. Diese Organismen heißen Hersteller.

Produzenten wandeln Sonnenlicht und anorganische Moleküle in Energie um. Wegen ihrer Fähigkeit, ihre eigenen Lebensmittel herzustellen, werden die Produzenten auch genannt Autotrophe. Diese Produzenten bilden die erste trophische Ebene. Diese können weiter unterteilt werden in photoautotrophe, die Sonnenlicht für Nahrung und Energie verwenden, und Chemotrophe, die in Abwesenheit von Sonnenlicht anorganische Moleküle verwenden.

Chemotrophien können an Orten wie Tiefseeschloten gefunden werden. Chemische Energie aus Schwefelwasserstoff in diesen hydrothermalen Quellen hilft diesen Organismen, organische Moleküle für ihre Energieversorgung zu synthetisieren.

Der nächste Schritt in der Nahrungskette gehört dem Primärverbraucher. Primärkonsumenten essen Produzenten. Primärkonsumenten sind typischerweise Kleintiere, Pflanzenfresser, die die Pflanzen fressen, oder Phytoplankton. Verbraucher werden auch Heterotrophe genannt und können den Energiebedarf nur durch Nahrungsaufnahme decken.

Verbraucher bauen die Energie der Erzeuger in ihre eigene Biomasse ein. Primärkonsumenten bilden die zweite trophische Ebene.

Sekundärverbraucher, oder Fleischfresser, essen Primärverbraucher. Sie sind im Allgemeinen größere Tiere, obwohl es weniger von ihnen gibt. Es gibt einige Überschneidungen bei einigen Tieren, die Allesfresser sind, wie Bären, die Früchte und Lachs essen. Sekundärkonsumenten bilden die dritte trophische Ebene.

Auf den trophischen Ebenen geht beträchtliche Energie verloren, so dass in den trophische Stufenpyramide der meiste energieverlust entsteht bei den sekundärverbrauchern. Letztendlich führt dies zu einem Szenario, in dem sich an der Spitze der trophischen Pyramide weniger Organismen befinden, während ihre Basis viele Arten enthält.

Nahrungsnetze beschreiben die miteinander verbundenen Arten auf verschiedenen trophischen Ebenen. Nahrungsnetze zeigen die Natur des Energieflusses durch Ökosysteme. Sie können ziemlich komplex sein und werden auch von der Saisonalität der Lebensmittel beeinflusst. Der oben erwähnte Bär ist ein Beispiel für Tiere mit mehreren Rollen in einem Ökosystem.

Aufgrund der dynamischen Natur eines Nahrungsnetzes kann es sich als nützlicheres Werkzeug zur Beschreibung der Wechselwirkungen in einem Ökosystem erweisen als eine trophische Pyramide. In einigen Nahrungsnetzen gibt es ein Tier namens a Schlüsselarten. Der Rest des Ökosystems ist auf die Anwesenheit dieser Art angewiesen, um intakt und nachhaltig zu bleiben. Wenn das Ökosystem entfernt wird, kann es zusammenbrechen.

Keystone-Arten sind in der Regel Spitzenprädatoren wie Wölfe und Grizzlybären. Ein Spitzenprädator wird als Spitzenprädator bezeichnet. Ein Spitzenräuber ist im Wesentlichen ein tertiärer Konsument und erhält die vierte und letzte trophische Ebene in der Pyramide.

Ein weiterer Faktor für die Stabilität des Ökosystems ist der von Biodiversität. Bei geringerer Artenvielfalt leidet ein Ökosystem. Dies wirkt sich auf die trophischen Ebenen aus, wenn Arten aus ihnen entfernt werden. Der Welligkeitseffekt stört das Gleichgewicht des gesamten Systems.

Eine weitere Dynamik, die in einem Nahrungsnetz im Spiel ist, umfasst die Organismen, die als bezeichnet werden Zersetzer. Diese Zersetzer zersetzen tote Organismen (Pflanzen und Tiere) und geben Nährstoffe von ihnen an die Umwelt ab. Dann stehen diese Mineralien den Primärproduzenten der trophischen Pyramide zur Verfügung.

Beispiele für Zersetzer umfassen Würmer, Schimmelpilze, Insekten, Pilze und Bakterien. Dies gilt jedoch nicht als Energierecycling. Es stellt eine Energiefreisetzung dar und tritt häufig als Wärme auf.

Biomasse beschreibt die Gesamtmasse aller Lebewesen, ob lebend oder tot, auf trophischer Ebene. Jede trophische Ebene besitzt eine bestimmte Menge an Biomasse.

Produktivität der Primärproduzenten bezieht sich darauf, wie viel Energie sie anderen Lebewesen bringen können. Dieser Betrag wird als Nettoprimärproduktivität betrachtet. Die Bruttoprimärproduktivität ist die Rate, mit der photosynthetische Primärproduzenten die Sonnenenergie umwandeln können.

Bioakkumulation oder Biomagnfikation beziehen sich auf eine Zunahme toxischer Stoffe, die in der trophischen Pyramide weiter nach oben gehen. Das Material konzentriert sich in tierischen Geweben. Ein Beispiel hierfür wäre die Kontamination mit Dichlordiphenyltrichlorethan (DDT). Diese Chemikalie bioakkumuliert in der Umwelt.

Mit jeder Konsumstufe bauen sich höhere Konzentrationen von DDT in ihrem Körper auf. Auf der obersten trophischen Ebene, wie bei Weißkopfseeadlern, hat diese Bioakkumulation verheerende Auswirkungen auf die Gesundheit und das Überleben der Tiere. Die Verwendung von DDT wurde in den 1970er Jahren verboten, aber es gibt andere vom Menschen hergestellte Chemikalien, die ein Risiko für die Umwelt darstellen. Es wird daher wichtig, solche Substanzen zu identifizieren und aus der Umwelt zu entfernen, bevor eine solche Kontamination stattfindet.

Bioakkumulation tritt auch bei bestimmten Schwermetallen auf, die in Fischen vorkommen. Aus diesem Grund gibt es Empfehlungen, den Fischkonsum bei Menschen in gefährdeten Gruppen wie Kleinkindern und Schwangeren einzuschränken.

Um diese Konzepte zu verstehen, ist es hilfreich, Beispiele aus der Praxis zu haben. Der Ozean bietet eine gute Demonstration von trophischen Ebenen und Nahrungsnetzen. Wie bereits erwähnt, ist Phytoplankton ein Beispiel für Primärproduzenten. Zooplankton sind Sekundärkonsumenten von Phytoplankton.

Die dritte trophische Ebene, der Sekundärkonsument, würde den Krustentieren gehören, die Zooplankton fressen. Und die vierte trophische Ebene wäre Fisch. Dies könnte sich auf Tiere wie Robben und sogar andere Fische erstrecken, die diese Fische verzehren. Ein Spitzenprädator wie ein Orca-Wal würde die höhere trophische Stufe einnehmen. Mit jedem Level mehr Energie geht verloren.

Beispiele für Photoautotrophe sind Photosynthesebakterien, Pflanzen und Algen. Sie wandeln die Sonnenenergie in ATP und NADP um, die wiederum verwendet werden, um organische Moleküle wie Glukose herzustellen.

Beispiele für Chemoautotrophe sind Bakterien in Höhlen oder die oben erwähnten hydrothermalen Quellen. Um diese Schlote herum verzehren Heterotrophe wie Garnelen, Hummer und Muscheln die Chemoautotrophen in der Tiefsee.

In Bezug auf trophische Pyramidenbeispiele aus der realen Welt gibt es zahlreiche Arten. Sie können aufrecht oder invertiert sein.

Eine aufrechte Pyramide würde durch Grünland repräsentiert, da weniger Organismen in die oberste Ebene aufsteigen. Ein Grünlandbiom kann als Primärproduzent Gräser als niedrigste Stufe haben. Der Hauptverbraucher wäre eine Heuschrecke. Ein Zweitverbraucher wäre eine Maus. Ein tertiärer Konsument wäre eine Schlange, die die Maus frisst. Ein vierter, quartärer Konsument und Spitzenprädator im Grünland wäre ein Habicht, der die Schlange frisst.

Ein anderes Biom mit ähnlicher Dynamik könnte ein Teich sein. Der Produzent wären Algen und der Hauptverbraucher wären Insektenlarven. Ein sekundärer Konsument wäre eine Elritze und ein tertiärer Konsument wäre ein Frosch. Der letzte Fleischfresser oder quaternäre Verbraucher im Teichbiom wäre ein Waschbär, der den Frosch frisst.

In einer Wüste wäre der Hauptproduzent ein Kaktusgras und sein Hauptkonsument ein Schmetterling. Eine Eidechse würde den Schmetterling fressen und ihn zum Zweitkonsumenten machen. Eine Schlange würde die Eidechse verzehren und sie als tertiären Verbraucher einstufen. Und ein Roadrunner würde die oberste und vierte Ebene abrunden, nachdem er die Schlange gefressen hat.

Im Gegensatz zu einer aufrechten Pyramide in einem gemäßigten Wald würde die Basis der Pyramide nur aus Bäumen bestehen. Die Hauptkonsumenten, Insekten, würden einen großen Teil der Pyramide ausmachen.

Angesichts der empfindlichen Verbindungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt wird es entscheidend, die Balance der Ökosysteme der Welt. Die Auswirkungen von Energiefluss, Biomasse und Bioakkumulation spielen alle eine Rolle in den Managementstrategien der Ökologen für den Naturschutz.

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