Bagaimana Energi Mengalir melalui Rantai Makanan?

Hubungan "siapa makan siapa" yang dilambangkan dalam model rantai makanan memberi ekosistem Bumi beberapa struktur yang benar-benar mendasar. Rantai makanan dalam aksi yang terlihat mungkin berupa elang yang menukik pada kelinci atau hiu yang menelan jalan melalui sekumpulan ikan haring, tetapi Anda juga dapat memvisualisasikan gerakan yang lebih mendasar dan mendasar; energi, yang awalnya dihasilkan oleh reaksi nuklir di Matahari, yang mengalir melalui ekosistem untuk memberi daya pada kekuatan kehidupan sistem itu.

Energi elektromagnetik dari matahari menjadi bahan bakar hampir semua ekosistem planet ini, meskipun ada komunitas laut dalam yang memanfaatkan energi yang dihasilkan oleh ventilasi hidrotermal. Tanaman hijau “memperbaiki” energi matahari yang masuk; yaitu, mereka menangkapnya dan mengubahnya melalui proses fotosintesis menjadi energi kimia yang terkandung dalam karbohidrat. Energi dalam ikatan kimia senyawa tersebut kemudian memberi makan organisme lain yang, untuk mendapatkannya, mengkonsumsi tanaman atau makhluk pemakan tumbuhan, yang meliputi invertebrata, jamur, dan mikroba yang menguraikan bahan organik mati masalah.

Karena dekomposisi menghasilkan nutrisi anorganik penting yang digunakan oleh tanaman untuk mendorong fotosintesis, materi siklus melalui suatu ekosistem. Energi, sebaliknya, tidak didaur ulang melainkan mengalir melalui sistem: Mekanika kehidupan – menggunakan energi kimia untuk menggerakkan proses kritis yang mempertahankan organisme organisasi – menghasilkan panas sebagai produk sampingan utama, dan ini tidak dapat diubah kembali menjadi bentuk energi yang dapat digunakan oleh kehidupan formulir. Jadi tanaman membutuhkan pasokan sinar matahari yang stabil untuk bahan bakar fotosintesis, dan organisme non-fotosintetik membutuhkan asupan makanan yang stabil untuk mendapatkan energi baru.

Karena mereka memproduksi energi kimia yang dapat digunakan dari radiasi elektromagnetik matahari, tumbuhan hijau, dan fotosintesis lainnya organisme seperti ganggang dan cyanobacteria disebut "produsen." Organisme non-fotosintetik yang secara langsung atau tidak langsung bergantung pada energi yang ditetapkan oleh produsen adalah "konsumen" ekosistem. Herbivora seperti rusa atau kura-kura memakan tanaman untuk mendapatkan itu energi; itu adalah konsumen utama karena mengkonsumsi produsen itu sendiri. Hewan yang memangsa herbivora, seperti karnivora seperti laba-laba atau harimau, adalah a konsumen sekunder; karnivora juga memakan karnivora lain, tentu saja – burung hantu bertanduk besar yang memangsa musang, katakanlah – jadi Anda juga bisa membicarakannya konsumen tersier.

Banyak hewan, dari jaket kuning hingga beruang coklat, memakan tumbuhan dan hewan; ini omnivora karena itu berfungsi sebagai konsumen primer dan sekunder. Pengurai adalah kelas khusus konsumen yang memakan tumbuhan dan hewan mati, mengubah bahan organik menjadi gas dan mineral anorganik yang dapat didaur ulang sebagai nutrisi kembali ke sistem.

Ingatlah bahwa rantai makanan tidak hanya melibatkan organisme yang sepenuhnya memakan organisme lain. Herbivora sering tidak menghancurkan tanaman individu yang mereka telusuri atau merumput, dan banyak parasit tidak langsung membunuh organisme inang tempat mereka mendapatkan makanan. Selain itu, ada banyak hubungan mutualistik di mana satu bentuk kehidupan menarik energi dari yang lain sambil memberikan semacam layanan sebagai gantinya; misalnya, jamur yang menjajah akar tanaman dan memperoleh energi darinya sambil meningkatkan kemampuan tanaman untuk menyerap air dan nutrisi.

Jalur energi dari produsen ke konsumen ke pengurai membentuk rantai makanan. Yang sederhana mungkin mencakup rumput hingga impala hingga cheetah. Pada kenyataannya, organisme sering makan dan dimakan oleh beberapa organisme lain, membuat jaringan makanan – pada dasarnya sekumpulan rantai makanan yang terjalin – model yang lebih rinci, tetapi struktur linier dasar dari rantai makanan masih berguna untuk menelusuri aliran energi ekosistem. Setiap anak tangga dari rantai makanan mewakili a tingkat trofik: Produsen menempati tingkat trofik basal, konsumen primer berikutnya dan seterusnya.

Konsep yang terkait adalah biomassa atau piramida energi, yang melambangkan proporsi relatif organisme pada tingkat trofik yang berbeda dalam suatu ekosistem. Meskipun bukan aturan yang keras dan cepat, produsen biasanya jauh melebihi jumlah konsumen primer, dan konsumen primer jauh lebih banyak daripada konsumen sekunder. Ini karena inefisiensi yang melekat pada transfer energi melalui suatu ekosistem. Rata-rata, fotosintesis memperbaiki dengan baik di bawah 1 persen energi matahari yang masuk ke Bumi, dan dari itu hanya sebagian kecil dari energi kimia yang dihasilkan yang benar-benar mengalir ke rantai makanan; sebagian besar digunakan tanaman untuk dirinya sendiri. Pada setiap tahap rantai makanan, energi "dibakar" untuk respirasi organisme dan hilang menjadi panas, sehingga jumlah yang berkurang tersedia untuk konsumen di tingkat trofik yang lebih tinggi. Perkiraan standar adalah bahwa hanya 10 persen dari energi yang tersimpan pada satu tingkat trofik diteruskan ke tingkat trofik berikutnya. Secara kasar, inilah mengapa satu orca membutuhkan, melalui hubungan rantai makanan, katakanlah, udang, ikan, dan anjing laut, banyak plankton untuk menopang dirinya sendiri.