Σε ένα οικοσύστημα, η ύλη διατηρείται ενώ ροές ενέργειας μέσω αυτού. Ο τρόπος και η αποτελεσματικότητα αυτής της ροής μπορεί να αντιπροσωπεύεται από τροφικά επίπεδα.
Η κύρια πηγή ενέργειας για τα οικοσυστήματα είναι το ηλιακό φως, αν και το υδρόθειο από υδροθερμικούς αεραγωγούς παρέχει επίσης ενέργεια. Η μελέτη του τρόπου με τον οποίο η ενέργεια ρέει σε κάθε τροφικό επίπεδο βοηθά τους οικολόγους να σχεδιάσουν τη διαχείριση του περιβάλλοντος.
Ορισμός της τροφικής αλυσίδας και των τροφικών επιπέδων
ΕΝΑ τροφικό επίπεδο μπορεί να φανταστεί ως ένα βήμα σε μια πυραμίδα, με ομάδες που στοιβάζονται να αντιπροσωπεύουν οργανισμούς και το ρόλο τους στο οικοσύστημα. Αυτή η τροφική πυραμίδα βοηθά στην οργάνωση των διαφόρων αλληλεπιδράσεων μεταξύ αυτών των οργανισμών.
Από το ένα τροφικό επίπεδο στο άλλο, μόνο το 10% της ενέργειας μετατρέπεται σε βιομάζα. Το υπόλοιπο 90 τοις εκατό χάνεται.
ΕΝΑ τροφική αλυσίδα ταξινομεί τους οργανισμούς με γραμμικό τρόπο, ανάλογα με το ρόλο τους στη δημιουργία και την κατανάλωση ενέργειας.
Γενικά τροφικά επίπεδα
Η χαμηλότερη βάση μιας τροφικής αλυσίδας αποτελείται από φωτοσυνθετικούς οργανισμούς όπως φυτά και φυτοπλαγκτόν. Αυτοί οι οργανισμοί ονομάζονται παραγωγοί.
Οι παραγωγοί μετατρέπουν το ηλιακό φως και τα ανόργανα μόρια σε ενέργεια. Λόγω της ικανότητάς τους να φτιάχνουν τα δικά τους τρόφιμα, καλούνται επίσης οι παραγωγοί αυτοτροφικά. Αυτοί οι παραγωγοί αποτελούν το πρώτο τροφικό επίπεδο. Αυτά μπορούν περαιτέρω να χωριστούν σε φωτοαυτότροφα, που χρησιμοποιούν το ηλιακό φως για τρόφιμα και ενέργεια, και χημειοτροφικά, τα οποία χρησιμοποιούν ανόργανα μόρια απουσία του ηλιακού φωτός.
Χημειοτροφικά μπορεί να βρεθεί σε μέρη όπως οι εξαεριστήρες βαθέων υδάτων. Η χημική ενέργεια από το υδρόθειο σε αυτά τα υδροθερμικά ανοίγματα βοηθά αυτούς τους οργανισμούς να συνθέσουν οργανικά μόρια για την τροφοδοσία τους.
Καταναλωτές στην τροφική αλυσίδα
Το επόμενο βήμα στην τροφική αλυσίδα ανήκει στο πρωταρχικοί καταναλωτές. Οι πρωτογενείς καταναλωτές τρώνε παραγωγούς. Οι κύριοι καταναλωτές είναι συνήθως μικρά ζώα, φυτοφάγα που τρώνε τα φυτά ή το φυτοπλαγκτόν. Οι καταναλωτές ονομάζονται επίσης ετερότροπα και μπορούν να καλύψουν τις ενεργειακές ανάγκες μόνο με την κατανάλωση τροφής.
Οι καταναλωτές ενσωματώνουν την ενέργεια των παραγωγών στη δική τους βιομάζα. Οι πρωτογενείς καταναλωτές αποτελούν το δεύτερο τροφικό επίπεδο.
Δευτερεύοντες καταναλωτές, ή σαρκοφάγα, τρώνε πρωταρχικούς καταναλωτές. Είναι γενικά μεγαλύτερα ζώα, αν και υπάρχουν λιγότερα από αυτά. Υπάρχει κάποια αλληλεπικάλυψη σε ορισμένα ζώα που είναι παμφάγα, όπως αρκούδες που τρώνε φρούτα και σολομό. Οι δευτερογενείς καταναλωτές αποτελούν το τρίτο τροφικό επίπεδο.
Σημαντική ενέργεια χάνεται στα τροφικά επίπεδα, έτσι στο τροφική πυραμίδα η περισσότερη ενέργεια που χάνεται προκύπτει από τους δευτερεύοντες καταναλωτές. Τελικά αυτό οδηγεί σε ένα σενάριο στο οποίο υπάρχουν λιγότεροι οργανισμοί στην κορυφή της τροφικής πυραμίδας, ενώ η βάση του περιέχει πολλά είδη.
Ιστότοποι τροφίμων
Ιστοί τροφίμων περιγράψτε περαιτέρω τα αλληλένδετα είδη σε διάφορα τροφικά επίπεδα. Οι ιστοί τροφίμων δείχνουν τη φύση της ροής ενέργειας μέσω των οικοσυστημάτων. Μπορεί να είναι αρκετά περίπλοκα και επηρεάζονται επίσης από την εποχικότητα των τροφίμων. Η προαναφερθείσα αρκούδα αντιπροσωπεύει ένα παράδειγμα ζώων με πολλαπλούς ρόλους σε ένα οικοσύστημα.
Λόγω της δυναμικής φύσης ενός τροφικού ιστού, μπορεί να αποδειχθεί ένα πιο χρήσιμο εργαλείο για την περιγραφή των αλληλεπιδράσεων σε ένα οικοσύστημα παρά μια τροφική πυραμίδα. Μέσα σε ορισμένους ιστούς τροφίμων, υπάρχει ένα ζώο που ονομάζεται α είδη βασικών λίθων. Το υπόλοιπο οικοσύστημα βασίζεται στην παρουσία αυτού του είδους για να παραμείνει άθικτο και βιώσιμο. Όταν αφαιρεθεί, το οικοσύστημα ενδέχεται να καταρρεύσει.
Τα είδη Keystone τείνουν να είναι κορυφαίοι αρπακτικοί, όπως λύκοι και γκρίζες αρκούδες. Ένας κορυφαίος θηρευτής ονομάζεται κορυφαίος θηρευτής. Ενα κορυφαίο αρπακτικό είναι ουσιαστικά ένας τριτοβάθμιος καταναλωτής και λαμβάνει το τέταρτο και τελευταίο τροφικό επίπεδο στην πυραμίδα.
Βιοποικιλότητα οικοσυστήματος
Ένας άλλος παράγοντας στη σταθερότητα του οικοσυστήματος είναι αυτός του βιοποικιλότητα. Όταν υπάρχει μικρότερη ποικιλομορφία ειδών, ένα οικοσύστημα υποφέρει. Αυτό επηρεάζει τα τροφικά επίπεδα εάν τα είδη απομακρυνθούν από αυτά. Η κυματισμός επηρεάζει αναστατώνει την ισορροπία ολόκληρου του συστήματος.
Μια άλλη δυναμική στο παιχνίδι σε έναν ιστό τροφίμων περιλαμβάνει αυτούς τους οργανισμούς που ονομάζονται αποσυνθέτες. Αυτοί οι αποσυνθέτες διαλύουν τους νεκρούς οργανισμούς (φυτά και ζώα) και απελευθερώνουν θρεπτικά συστατικά από αυτά στο περιβάλλον. Στη συνέχεια, αυτά τα ορυκτά είναι διαθέσιμα στους πρωτογενείς παραγωγούς της τροφικής πυραμίδας.
Παραδείγματα αποσυνθετικών περιλαμβάνουν σκουλήκια, καλούπια, έντομα, μύκητες και βακτήρια. Ωστόσο, αυτό δεν θεωρείται ανακύκλωση ενέργειας. Αντιπροσωπεύει την απελευθέρωση ενέργειας και συμβαίνει συχνά ως θερμότητα.
Βιομάζα περιγράφει τη συνολική μάζα όλων των οργανισμών, είτε ζουν είτε νεκρά, σε τροφικό επίπεδο. Κάθε τροφικό επίπεδο διαθέτει μια ορισμένη ποσότητα βιομάζας.
Παραγωγικότητα των πρωτογενών παραγωγών αναφέρεται σε πόση ενέργεια μπορούν να φέρουν σε άλλα ζωντανά πλάσματα. Αυτό το ποσό θεωρείται η καθαρή πρωτογενής παραγωγικότητα. Η ακαθάριστη πρωτογενής παραγωγικότητα αντιπροσωπεύει τον ρυθμό των φωτοσυνθετικών πρωτογενών παραγωγών που μπορούν να μετατρέψουν την ενέργεια του ήλιου.
Προβλήματα βιοσυσσώρευσης
Βιοσυσσώρευση ή η βιομαγνητική χρήση αναφέρονται σε αύξηση των τοξικών υλικών που ανεβαίνουν την τροφική πυραμίδα. Το υλικό συγκεντρώνεται σε ζωικούς ιστούς. Ένα παράδειγμα αυτού θα ήταν η μόλυνση με διχλωροδιφαινυλτριχλωροαιθάνιο (DDT). Αυτή η χημική βιοσυσσώρευση στο περιβάλλον.
Με κάθε επίπεδο καταναλωτή, συγκεντρώνονται μεγαλύτερες συγκεντρώσεις DDT στο σώμα τους. Στο ανώτατο τροφικό επίπεδο, όπως οι φαλακροί αετοί, αυτή η βιοσυσσώρευση προκαλεί καταστροφικές επιπτώσεις στην υγεία και την επιβίωση των ζώων. Το DDT απαγορεύτηκε να χρησιμοποιηθεί στη δεκαετία του 1970, αλλά υπάρχουν και άλλες χημικές ουσίες που προκαλούνται από τον άνθρωπο και αποτελούν κίνδυνο για την υγεία του περιβάλλοντος. Γι 'αυτό καθίσταται σημαντικό να εντοπίσουμε και να αφαιρέσουμε τέτοιες ουσίες από το περιβάλλον πριν από τη μόλυνση.
Η βιοσυσσώρευση εμφανίζεται επίσης με ορισμένα βαρέα μέταλλα που μπορούν να βρεθούν στα ψάρια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχουν συστάσεις για τον περιορισμό ορισμένης κατανάλωσης ψαριών σε άτομα σε ευάλωτες ομάδες, όπως μικρά παιδιά και έγκυες γυναίκες.
Παραδείγματα τροφικού επιπέδου και ιστοτόπων τροφίμων
Για να κατανοήσουμε αυτές τις έννοιες, βοηθά να έχουμε παραδείγματα πραγματικού κόσμου. Ο ωκεανός παρέχει μια καλή επίδειξη τροφικών επιπέδων και ιστών τροφίμων. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, το φυτοπλαγκτόν αποτελεί παράδειγμα πρωτογενών παραγωγών. Το ζωοπλαγκτόν είναι δευτερεύοντες καταναλωτές φυτοπλαγκτού.
Το τρίτο τροφικό επίπεδο, του δευτερογενούς καταναλωτή, θα ανήκε σε καρκινοειδή που τρώνε ζωοπλαγκτόν. Και το τέταρτο τροφικό επίπεδο θα ήταν ψάρια. Αυτό θα μπορούσε να επεκταθεί περαιτέρω με ζώα όπως φώκιες και ακόμη και άλλα ψάρια, που καταναλώνουν αυτά τα ψάρια. Ένας κορυφαίος αρπακτικός, όπως μια φάλαινα orca, θα πάρει το υψηλότερο τροφικό επίπεδο. Με κάθε επίπεδο, περισσότερα η ενέργεια χάνεται.
Παραδείγματα φωτοατροφικών παραγόντων περιλαμβάνουν βακτήρια φωτοσύνθεσης, φυτά και φύκια. Μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ATP και NADP, η οποία με τη σειρά της χρησιμοποιείται για την παραγωγή οργανικών μορίων όπως η γλυκόζη.
Παραδείγματα χημειοατροφείων περιλαμβάνουν βακτήρια σε σπηλιές ή τους προαναφερθέντες υδροθερμικούς αεραγωγούς. Γύρω από αυτούς τους αεραγωγούς, τα ετερότροπα όπως οι γαρίδες, οι αστακοί και τα μύδια καταναλώνουν τα χημειοατροτροφικά στον βαθύ ωκεανό.
Παραδείγματα τροφικής πυραμίδας
Όσον αφορά τα παραδείγματα τροφικής πυραμίδας πραγματικού κόσμου, υπάρχουν πολλά είδη. Μπορούν να είναι όρθια ή ανεστραμμένα.
Μια όρθια πυραμίδα θα εκπροσωπείται από λιβάδια, καθώς υπάρχουν λιγότεροι οργανισμοί που ανεβαίνουν στο ανώτερο επίπεδο. Μια βιομάζα λιβαδιών μπορεί να έχει χόρτα ως το χαμηλότερο επίπεδο ως πρωταρχικός παραγωγός. Ο πρωταρχικός καταναλωτής θα ήταν ακρίδα. Ένας δευτερεύων καταναλωτής θα ήταν ποντίκι. Ένας τριτοβάθμιος καταναλωτής θα ήταν ένα φίδι που τρώει το ποντίκι. Ένας τέταρτος, τεταρτογενής καταναλωτής και αρπακτικός κορυφής στο λιβάδι θα ήταν ένα γεράκι, που τρώει το φίδι.
Ένα άλλο βιομάριο με παρόμοια δυναμική μπορεί να είναι μια λίμνη. Ο παραγωγός θα ήταν φύκια και ο κύριος καταναλωτής θα ήταν προνύμφες εντόμων. Ένας δευτερεύων καταναλωτής θα ήταν ένας μικρός, και ένας τριτοβάθμιος θα ήταν ένας βάτραχος. Ο τελικός σαρκοφάγος ή τεταρτοταγής καταναλωτής στο biome της λίμνης θα ήταν ένα ρακούν που τρώει το βάτραχο.
Σε μια έρημο, ο κύριος παραγωγός θα ήταν ένας κάκτος και ο κύριος καταναλωτής του θα ήταν μια πεταλούδα. Μια σαύρα θα έτρωγε την πεταλούδα, καθιστώντας τη δευτερεύοντα καταναλωτή. Ένα φίδι θα καταναλώνει τη σαύρα, κατατάσσοντας τον ως τριτογενή καταναλωτή. Και ένας roadrunner θα γύριζε το πρώτο και το τέταρτο επίπεδο, αφού τρώει το φίδι.
Σε αντίθεση με μια όρθια πυραμίδα, σε ένα εύκρατο δάσος, η βάση της πυραμίδας θα ήταν φτιαγμένη από απλά δέντρα. Οι πρωταρχικοί καταναλωτές, τα έντομα, θα αποτελούσαν μεγάλο μέρος της πυραμίδας.
Δεδομένης της ευαίσθητης συνδεσιμότητας μεταξύ οργανισμών και του περιβάλλοντός τους, καθίσταται ζωτικής σημασίας η προστασία του ισορροπία των οικοσυστημάτων του κόσμου. Οι επιπτώσεις της ροής ενέργειας, της βιομάζας και της βιοσυσσώρευσης παίζουν ρόλο στις στρατηγικές διαχείρισης των οικολόγων για τη διατήρηση.
Σχετικό περιεχόμενο: Πώς να επικοινωνήσετε με τον εκπρόσωπό σας σχετικά με την αλλαγή του κλίματος