”Hvem spiser hvem” -forholdene som er symbolisert i modellen for en næringskjede, gir jordens økosystemer noen av deres virkelig grunnleggende strukturer. Næringskjeden i synlig handling kan være en ørn som svømmer på en jackrabbit eller en hai som svelger seg gjennom en sildeskole, men du kan også visualisere en mer iboende, underliggende bevegelse; den av energien, opprinnelig generert av kjernefysiske reaksjoner i solen, som strømmer gjennom et økosystem for å drive systemets livskrefter.
Energi i økosystemer
Elektromagnetisk energi fra solen gir næring til nesten alle planetens økosystemer, selv om det er dypvannsamfunn som i stedet utnytter energien som leveres av hydrotermiske ventilasjoner. Grønne planter “fikser” innkommende solenergi; det vil si at de fanger den opp og omdanner den gjennom prosessen med fotosyntese til kjemisk energi som finnes i karbohydrater. Energien i forbindelsenes kjemiske bindinger nærer deretter andre organismer som, for å få det, forbruker planter eller plante-spising skapninger, som inkluderer virvelløse dyr, sopp og mikrober som spalter død organisk saken.
Fordi nedbrytning produserer viktige uorganiske næringsstoffer som brukes av planter for å drive fotosyntese, materie sykluser gjennom et økosystem. Energi er derimot ikke resirkulert, men heller flyter gjennom systemet: Mekanikken til å leve - bruke kjemisk energi til å drive de kritiske prosessene som opprettholder en organisme organisasjon - produser varme som det ultimate biproduktet, og dette kan ikke omdannes tilbake til en form for energi som kan brukes av livet skjemaer. Dermed krever planter en jevn tilførsel av sollys for å gi næring til fotosyntese, og ikke-fotosyntetiske organismer krever et jevnt inntak av mat for å skaffe ny energi.
Produsenter, forbrukere og dekomponenter
Fordi de produserer brukbar kjemisk energi fra solens elektromagnetiske stråling, grønne planter og annen fotosyntetisk organismer som alger og cyanobakterier kalles "produsenter". Ikke-fotosyntetiske organismer som enten direkte eller indirekte er avhengige på energien som produsentene har, er et økosystems "forbrukere". En planteetning som en hjort eller skilpadde spiser planter for å oppnå det energi; det er en primærforbruker fordi det forbruker produsenten selv. Et dyr som bytter på en planteetning, for eksempel et kjøtteter som en edderkopp eller tiger, er et sekundær forbruker; rovdyr spiser selvfølgelig andre rovdyr, selvfølgelig - en stor hornugle som jager på en vesel, si - så du kan også snakke om tertiære forbrukere.
Mange dyr, fra gule jakker til brune bjørner, spiser både plante- og dyrestoff; disse altetende tjener derfor både som primær- og sekundærkonsument. Nedbrytere er en spesiell klasse forbrukere som lever av døde planter og dyr, og konverterer organisk materiale til uorganiske gasser og mineraler som kan resirkuleres som næringsstoffer tilbake i system.
Husk at næringskjeden ikke bare involverer en organisme som helt forbruker en annen. Herbivores ødelegger ofte ikke de enkelte plantene de blar gjennom eller beiter, og mange parasitter dreper ikke direkte vertsorganismer de henter næring fra. Videre er det mange mutualistiske forhold der en livsform henter energi fra en annen mens de gir en slags tjeneste i bytte; for eksempel soppene som koloniserer planterøttene og får energi fra dem samtidig som de øker plantens evne til å ta opp vann og næringsstoffer.
Matkjeder og biomassepyramider
Veien til energi fra produsenter til forbrukere til nedbrytere danner en næringskjede. En enkel kan omfatte gress til impala til gepard. I virkeligheten spiser og blir organismer ofte spist av flere andre organismer, noe som gjør en matnett - i utgangspunktet en haug med sammenvevde næringskjeder - den mer detaljerte modellen, men den grunnleggende lineære strukturen i en næringskjede er fortsatt nyttig for å spore økosystemets energiflyt. Hver trinn i en næringskjede representerer en trofisk nivå: En produsent opptar det basale trofiske nivået, en hovedforbruker den neste og så videre.
Et beslektet konsept er biomasse eller energipyramide, som symboliserer den relative andelen av organismer på forskjellige trofiske nivåer i et økosystem. Selv om det ikke er en hard og rask regel, er produsentene vanligvis langt større enn primærforbrukere, og primærforbrukere er langt større enn sekundære forbrukere. Dette er på grunn av den iboende ineffektiviteten av energioverføring gjennom et økosystem. I gjennomsnitt fikser fotosyntese godt under 1 prosent av jordens innkommende solenergi, og av det trakter bare en liten andel av den resulterende kjemiske energien inn i næringskjeden; mye av det planten bruker til seg selv. I hvert ledd i en næringskjede blir "energi" brent for en organisms respirasjon og tapt for varme, så avtagende mengder er tilgjengelig for forbrukerne på høyere trofiske nivåer. En standard tilnærming er at bare 10 prosent av energien som er lagret på ett trofisk nivå, går til den neste. Grovt sett er dette grunnen til at en enkelt orka, via de mellomliggende næringskjedekoblingene, for eksempel reker, fisk og sel, krever mange plankton for å opprettholde seg selv.
