Relațiile „cine mănâncă pe cine” simbolizate în modelul unui lanț alimentar oferă ecosistemelor Pământului unele dintre structurile lor cu adevărat fundamentale. Lanțul alimentar în acțiune vizibilă ar putea fi un vultur care se aruncă pe un iepure sau un rechin care se înghesuie printr-o școală de hering, dar puteți vizualiza, de asemenea, o mișcare mai intrinsecă, subiacentă; cea a energiei, generată inițial de reacțiile nucleare din Soare, care curge printr-un ecosistem pentru a alimenta forțele de viață ale sistemului.
Energia în ecosisteme
Energia electromagnetică provenită de la soare alimentează aproape toate ecosistemele planetei, deși există comunități de adâncime care, în schimb, intră în energia furnizată de orificiile hidrotermale. Plantele verzi „fixează” energia solară primită; adică îl captează și îl transformă prin procesul de fotosinteză în energie chimică conținută în carbohidrați. Energia din legăturile chimice ale acestor compuși hrănește apoi alte organisme care, pentru ao obține, consumă plante sau creaturi care mănâncă plante, care includ nevertebratele, ciupercile și microbii care descompun organice moarte contează.
Deoarece descompunerea produce substanțe nutritive anorganice esențiale utilizate de plante pentru a conduce fotosinteza, materia cicluri printr-un ecosistem. În schimb, energia nu este reciclată, ci mai degrabă curge prin sistem: mecanica vieții - utilizarea energiei chimice pentru a alimenta procesele critice care mențin organismul organizație - produce căldură ca produs secundar suprem, iar acest lucru nu poate fi transformat înapoi într-o formă de energie utilizabilă de viață forme. Astfel, plantele necesită un aport constant de lumină solară pentru a alimenta fotosinteza, iar organismele non-fotosintetice necesită un aport constant de alimente pentru a obține energie nouă.
Producători, consumatori și descompunători
Deoarece fabrică energie chimică utilizabilă din radiația electromagnetică a soarelui, plante verzi și alte fotosintetice organismele precum algele și cianobacteriile sunt numite „producători”. Organisme non-fotosintetice care se bazează fie direct, fie indirect cu privire la energia fixată de producători sunt „consumatorii” unui ecosistem. Un erbivor, cum ar fi un cerb sau o broască țestoasă, mănâncă plante pentru a obține acest lucru energie; e o consumator primar deoarece consumă producătorul însuși. Un animal care pradă un erbivor, cum ar fi un carnivor ca un păianjen sau un tigru, este un consumator secundar; carnivorele mănâncă și alte carnivore, bineînțeles - o bufniță cu coarne mari care se pradă de nevăstuică, să zicem - așa că poți vorbi și despre consumatorii terțiari.
Multe animale, de la veste galbene la urși bruni, mănâncă atât materii vegetale, cât și animale; aceste omnivore de aceea servesc atât ca consumatori primari, cât și secundari. Descompozitorii sunt o clasă specială de consumatori care se hrănesc cu materii vegetale și animale moarte, transformându-se material organic la gaze anorganice și minerale care pot fi reciclate ca substanțe nutritive înapoi în sistem.
Rețineți că lanțul alimentar nu implică doar un organism care consumă complet altul. Ierbivorele nu distrug adesea plantele individuale pe care le răsfoiesc sau pășesc, iar mulți paraziți nu ucid în mod direct organismele gazdă din care obțin hrană. Mai mult, există multe relații mutualiste în care o formă de viață atrage energie de la alta, oferind în schimb un fel de serviciu în schimb; de exemplu, ciupercile care colonizează rădăcinile plantelor și obțin energie din acestea, sporind în același timp capacitatea plantei de a prelua apa și nutrienții.
Lanțuri alimentare și piramide de biomasă
Calea energiei de la producători la consumatori la descompunători formează un lanț alimentar. Unul simplu ar putea cuprinde iarba pentru a impala la ghepard. În realitate, organismele mănâncă adesea și sunt consumate de mai multe alte organisme, făcând o pânză alimentară - practic o grămadă de lanțuri alimentare întrețesute - modelul mai detaliat, dar structura liniară de bază a unui lanț alimentar este încă utilă pentru urmărirea fluxului de energie al ecosistemului. Fiecare treapta a unui lant alimentar reprezinta a nivel trofic: Un producător ocupă nivelul trofic bazal, un consumator primar următorul și așa mai departe.
Un concept înrudit este biomasă sau piramida energiei, care simbolizează proporția relativă a organismelor la diferite niveluri trofice dintr-un ecosistem. Deși nu este o regulă dificilă și rapidă, producătorii depășesc de obicei consumatorii primari, iar consumatorii primari depășesc cu mult consumatorii secundari. Acest lucru se datorează ineficienței inerente a transferului de energie printr-un ecosistem. În medie, fotosinteza fixează cu mult sub 1% din energia solară primită de pe Pământ, iar din aceasta doar o mică parte din energia chimică rezultată pătrunde de fapt în lanțul trofic; o mare parte din aceasta o folosește planta. În fiecare etapă a lanțului alimentar, energia este „arsă” pentru respirația unui organism și pierdută de căldură, astfel încât cantitățile în scădere sunt disponibile consumatorilor la niveluri trofice mai ridicate. O aproximare standard este că doar 10% din energia stocată la un nivel trofic trece la următorul. Aproximativ vorbind, acesta este motivul pentru care o singură orcă necesită, prin legăturile intermediare ale lanțului alimentar, să zicem, creveți, pești și foci, multitudini de plancton pentru a se susține.