Πώς ρέει ενέργεια η τροφική αλυσίδα;

Οι σχέσεις «ποιος τρώνε» που συμβολίζονται στο μοντέλο μιας τροφικής αλυσίδας δίνουν στα οικοσυστήματα της Γης μερικές από τις πραγματικά θεμελιώδεις δομές τους. Η τροφική αλυσίδα σε ορατή δράση μπορεί να είναι ένας αετός που σπρώχνει ένα τζακράβι ή έναν καρχαρία που περνάει μέσα από ένα σχολείο ρέγγας, αλλά μπορείτε επίσης να δείτε μια πιο εγγενή, υποκείμενη κίνηση. αυτή της ενέργειας, που δημιουργήθηκε αρχικά από πυρηνικές αντιδράσεις στον Ήλιο, που ρέει μέσω ενός οικοσυστήματος για να τροφοδοτήσει τις δυνάμεις της ζωής αυτού του συστήματος.

Η ηλεκτρομαγνητική ενέργεια από τον ήλιο τροφοδοτεί σχεδόν όλα τα οικοσυστήματα του πλανήτη, αν και υπάρχουν κοινότητες βαθέων υδάτων που αντ 'αυτού αξιοποιούν την ενέργεια που παρέχεται από υδροθερμικούς αεραγωγούς. Τα πράσινα φυτά «διορθώνουν» την εισερχόμενη ηλιακή ενέργεια. Δηλαδή, το συλλαμβάνουν και το μετατρέπουν μέσω της διαδικασίας φωτοσύνθεσης σε χημική ενέργεια που περιέχεται στους υδατάνθρακες. Η ενέργεια στους χημικούς δεσμούς αυτών των ενώσεων τρέφει στη συνέχεια άλλους οργανισμούς που, για να το πάρουν, καταναλώνουν φυτά ή πλάσματα που τρώνε τα φυτά, τα οποία περιλαμβάνουν τα ασπόνδυλα, τους μύκητες και τα μικρόβια που αποσυνθέτουν τα νεκρά οργανικά ύλη.

Επειδή η αποσύνθεση παράγει βασικά ανόργανα θρεπτικά συστατικά που χρησιμοποιούνται από τα φυτά για να οδηγήσουν τη φωτοσύνθεση, ύλη κύκλους μέσω ενός οικοσυστήματος Η ενέργεια, αντίθετα, δεν ανακυκλώνεται αλλά μάλλον ρέει μέσω του συστήματος: Οι μηχανισμοί της ζωής - χρησιμοποιώντας χημική ενέργεια για να τροφοδοτήσουμε τις κρίσιμες διαδικασίες που διατηρούν τον οργανισμό οργάνωση - παράγει θερμότητα ως το απόλυτο υποπροϊόν και αυτό δεν μπορεί να μετατραπεί σε μορφή ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί από τη ζωή φόρμες. Έτσι, τα φυτά απαιτούν μια σταθερή παροχή ηλιακού φωτός για να τροφοδοτήσουν τη φωτοσύνθεση, και οι μη φωτοσυνθετικοί οργανισμοί απαιτούν μια σταθερή πρόσληψη τροφής για να αποκτήσουν νέα ενέργεια.

Επειδή παράγουν χρήσιμη χημική ενέργεια από την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία του ήλιου, πράσινα φυτά και άλλα φωτοσυνθετικά οργανισμοί όπως τα φύκια και τα κυανοβακτήρια ονομάζονται «παραγωγοί». Μη φωτοσυνθετικοί οργανισμοί που βασίζονται είτε άμεσα είτε έμμεσα σχετικά με την ενέργεια που καθορίζονται από τους παραγωγούς είναι «καταναλωτές» ενός οικοσυστήματος. Ένα φυτοφάγο όπως ένα ελάφι ή μια χελώνα τρώει φυτά για να το αποκτήσει ενέργεια; είναι ένα πρωταρχικός καταναλωτής γιατί καταναλώνει τον ίδιο τον παραγωγό. Ένα ζώο που θηρεύει ένα φυτοφάγο, όπως ένα σαρκοφάγο σαν μια αράχνη ή τίγρη, είναι δευτερογενής καταναλωτής; Φυσικά, τα σαρκοφάγα τρώνε και άλλα σαρκοφάγα - μια υπέροχη κέρατα κουκουβάγια που τρώει νυφίτσα - για να μπορείτε επίσης να μιλήσετε για τριτοβάθμια καταναλωτές.

Πολλά ζώα, από κίτρινα μπουφάν έως καφέ αρκούδες, τρώνε τόσο φυτικά όσο και ζωικά υλικά. αυτά τα παμφάγορα Ως εκ τούτου, χρησιμεύουν τόσο ως πρωτογενείς όσο και ως δευτερεύοντες καταναλωτές. Οι αποσυνθέτες είναι μια ειδική κατηγορία καταναλωτών που τρέφονται με νεκρά φυτική και ζωική ύλη, μετατρέποντας οργανικό υλικό σε ανόργανα αέρια και μέταλλα που μπορούν να ανακυκλωθούν ως θρεπτικά συστατικά πίσω στο Σύστημα.

Λάβετε υπόψη ότι η τροφική αλυσίδα δεν περιλαμβάνει μόνο έναν οργανισμό που καταναλώνει εντελώς έναν άλλο. Τα φυτοφάγα ζώα συχνά δεν καταστρέφουν τα μεμονωμένα φυτά που περιηγούνται ή βόσκουν και πολλά παράσιτα δεν σκοτώνουν εντελώς τους οργανισμούς ξενιστές από τους οποίους αντλούν τροφή. Επιπλέον, υπάρχουν πολλές αμοιβαίες σχέσεις στις οποίες μια μορφή ζωής αντλεί ενέργεια από την άλλη παρέχοντας παράλληλα ένα είδος υπηρεσίας σε αντάλλαγμα. για παράδειγμα, οι μύκητες που αποικίζουν τις ρίζες των φυτών και λαμβάνουν ενέργεια από αυτές ενισχύοντας την ικανότητα του φυτού να προσλαμβάνει νερό και θρεπτικά συστατικά.

Η πορεία της ενέργειας από τους παραγωγούς στους καταναλωτές έως τους αποσυνθέτες σχηματίζει μια τροφική αλυσίδα. Ένα απλό μπορεί να περιλαμβάνει το γρασίδι στο impala έως το τσιτάχ. Στην πραγματικότητα, οι οργανισμοί τρώνε συχνά και τρώγονται από πολλούς άλλους οργανισμούς, κάνοντας ένα δίκτυο τροφίμων - βασικά μια δέσμη συνυφασμένων τροφικών αλυσίδων - το πιο λεπτομερές μοντέλο, αλλά η βασική γραμμική δομή μιας τροφικής αλυσίδας εξακολουθεί να είναι χρήσιμη για τον εντοπισμό της ροής ενέργειας του οικοσυστήματος. Κάθε βαθμίδα μιας τροφικής αλυσίδας αντιπροσωπεύει ένα τροφικό επίπεδο: Ένας παραγωγός καταλαμβάνει το βασικό τροφικό επίπεδο, ο κύριος καταναλωτής τον επόμενο και ούτω καθεξής.

Μια σχετική έννοια είναι το βιομάζα ή ενεργειακή πυραμίδα, που συμβολίζει τη σχετική αναλογία οργανισμών σε διαφορετικά τροφικά επίπεδα σε ένα οικοσύστημα. Αν και δεν είναι ένας σκληρός και γρήγορος κανόνας, οι παραγωγοί συνήθως ξεπερνούν κατά πολύ τους πρωτογενείς καταναλωτές και οι πρωτογενείς καταναλωτές ξεπερνούν κατά πολύ τους δευτερογενείς καταναλωτές. Αυτό οφείλεται στην εγγενή αναποτελεσματικότητα της μεταφοράς ενέργειας μέσω ενός οικοσυστήματος. Κατά μέσο όρο, η φωτοσύνθεση διορθώνει πολύ κάτω από το 1 τοις εκατό της εισερχόμενης ηλιακής ενέργειας της Γης και μόνο ένα μικρό ποσοστό της προκύπτουσας χημικής ενέργειας διοχετεύεται στην τροφική αλυσίδα. μεγάλο μέρος του φυτού χρησιμοποιεί για τον εαυτό του. Σε κάθε στάδιο μιας τροφικής αλυσίδας, η ενέργεια «καίγεται» για την αναπνοή ενός οργανισμού και χάνεται στη θερμότητα, οπότε μειώνονται οι ποσότητες για τους καταναλωτές σε υψηλότερα τροφικά επίπεδα. Μια τυπική προσέγγιση είναι ότι μόλις το 10 τοις εκατό της ενέργειας που είναι αποθηκευμένη σε ένα τροφικό επίπεδο περνά στο επόμενο. Σε γενικές γραμμές, αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα μόνο orca απαιτεί, μέσω των παρεμβαλλόμενων συνδέσμων τροφικής αλυσίδας, για παράδειγμα, γαρίδες, ψάρια και φώκιες, πολλά πλαγκτόν για να διατηρηθεί.