Трофический уровень (пищевая цепь и сеть): определение и примеры (с диаграммой)

В экосистеме материя сохраняется, пока потоки энергии через это. Способ и эффективность этого потока могут быть представлены трофическими уровнями.

Основным источником энергии для экосистем является солнечный свет, хотя сероводород из гидротермальных источников также дает энергию. Изучение того, как энергия поступает на каждый трофический уровень, помогает экологам выработать стратегию управления окружающей средой.

А трофический уровень можно представить себе как ступеньку в пирамиде, в которой сложены группы, представляющие организмы и их роль в экосистеме. Эта трофическая пирамида помогает организовать различные взаимодействия между этими организмами.

При переходе от одного трофического уровня к другому в биомассу преобразуется только 10 процентов энергии. Остальные 90 процентов потеряны.

А пищевая цепочка линейно ранжирует организмы в соответствии с их ролью в создании и потреблении энергии.

Самая нижняя основа пищевой цепи состоит из фотосинтезирующих организмов, таких как растения и фитопланктон. Эти организмы называются

Производители преобразуют солнечный свет и неорганические молекулы в энергию. Производителей также называют из-за их способности самостоятельно готовить еду. автотрофы. Эти продуценты составляют первый трофический уровень. Их можно далее разделить на фотоавтотрофы, которые используют солнечный свет в качестве пищи и энергии, и хемотрофы, которые используют неорганические молекулы в отсутствие солнечного света.

Хемотрофы можно найти в таких местах, как глубоководные жерла. Химическая энергия сероводорода в этих гидротермальных источниках помогает этим организмам синтезировать органические молекулы для обеспечения их энергией.

Следующий шаг в пищевой цепочке принадлежит основные потребители. Первичные потребители едят производителей. Основными потребителями, как правило, являются мелкие животные, травоядные, питающиеся растениями или фитопланктоном. Потребителей также называют гетеротрофами, и они могут удовлетворить потребности в энергии только за счет еды.

Потребители включают энергию производителей в свою биомассу. Первичные потребители составляют второй трофический уровень.

Вторичные потребители, или плотоядные животные, поедают основных потребителей. Обычно это более крупные животные, хотя их меньше. Некоторые животные, являющиеся всеядными, например, медведи, питающиеся фруктами и лососем, частично совпадают. Вторичные потребители составляют третий трофический уровень.

Значительная энергия теряется на трофических уровнях, поэтому в пирамида трофического уровня большая часть потерь энергии происходит от вторичных потребителей. В конечном итоге это приводит к сценарию, в котором на вершине трофической пирамиды находится меньше организмов, тогда как в ее основании содержится много видов.

Пищевые полотна далее описать взаимосвязанные виды на различных трофических уровнях. Пищевые сети показывают природу потока энергии через экосистемы. Они могут быть довольно сложными, и на них также влияет сезонность питания. Вышеупомянутый медведь представляет собой один из примеров животных, играющих несколько ролей в экосистеме.

Из-за динамической природы пищевой сети она может оказаться более полезным инструментом для описания взаимодействий в экосистеме, чем трофическая пирамида. В некоторых пищевых сетях есть животное, называемое краеугольные камни. Остальная часть экосистемы зависит от присутствия этого вида, чтобы оставаться нетронутой и устойчивой. При удалении экосистема может разрушиться.

Краеугольные камни, как правило, являются главными хищниками, такими как волки и медведи гризли. Высший хищник называется высшим хищником. An хищник вершины по существу является третичным потребителем, и ему дается четвертый и последний трофический уровень в пирамиде.

Еще один фактор стабильности экосистемы - это фактор биоразнообразие. При меньшем видовом разнообразии страдает экосистема. Это влияет на трофические уровни, если из них удалены виды. Эффект пульсации нарушает баланс всей системы.

Другая динамика пищевой сети включает в себя организмы, называемые разлагатели. Эти разлагатели разрушают мертвые организмы (растения и животные) и выделяют из них питательные вещества в окружающую среду. Затем эти минералы доступны основным производителям трофической пирамиды.

Примеры разлагателей включают червей, плесени, насекомых, грибков и бактерий. Однако это не считается переработкой энергии. Он представляет собой выделение энергии и часто проявляется в виде тепла.

Биомасса описывает общую массу всех организмов, живых или мертвых, на трофическом уровне. Каждый трофический уровень обладает определенным количеством биомассы.

Производительность первичных производителей относится к тому, сколько энергии они могут передать другим живым существам. Эта сумма считается чистой первичной продуктивностью. Валовая первичная продуктивность представляет собой скорость, с которой первичные производители фотосинтеза могут преобразовывать солнечную энергию.

Биоаккумуляция или биомагнификация относятся к увеличению токсичных материалов, идущих дальше по трофической пирамиде. Материал концентрируется в тканях животных. Примером этого может быть загрязнение дихлордифенилтрихлорэтаном (ДДТ). Это химическое вещество биоаккумулируется в окружающей среде.

С каждым уровнем потребления в их организме накапливаются все большие концентрации ДДТ. На высшем трофическом уровне, таком как у белоголовых орлов, эта биоаккумуляция оказывает разрушительное воздействие на здоровье и выживание животных. Использование ДДТ было запрещено в 1970-х годах, но есть и другие химические вещества, созданные человеком, которые представляют опасность для здоровья окружающей среды. Поэтому становится важным идентифицировать и удалять такие вещества из окружающей среды до того, как такое загрязнение установится.

Биоаккумуляция также происходит с некоторыми тяжелыми металлами, которые содержатся в рыбе. Вот почему есть рекомендации по ограничению потребления определенной рыбы людьми из уязвимых групп, таких как маленькие дети и беременные женщины.

Чтобы понять эти концепции, полезно иметь примеры из реальной жизни. Океан хорошо демонстрирует трофические уровни и пищевые сети. Как упоминалось ранее, фитопланктон является примером первичных продуцентов. Зоопланктон является вторичным потребителем фитопланктона.

Третий трофический уровень, вторичный потребитель, будет принадлежать ракообразным, поедающим зоопланктон. И четвертый трофический уровень - рыба. Это может распространяться и на таких животных, как тюлени и даже других рыб, которые потребляют эту рыбу. Высший хищник, такой как косатка, занял бы более высокий трофический уровень. С каждым уровнем больше теряется энергия.

Примеры фотоавтотрофов включают фотосинтезирующие бактерии, растения и водоросли. Они преобразуют солнечную энергию в АТФ и НАДФ, которые, в свою очередь, используются для образования органических молекул, таких как глюкоза.

Примеры хемоавтотрофов включают бактерии в пещерах или вышеупомянутых гидротермальных источниках. Вокруг этих отверстий гетеротрофы, такие как креветки, омары и мидии, потребляют хемоавтотрофов в глубоком океане.

Что касается реальных примеров трофических пирамид, существует множество их разновидностей. Они могут быть вертикальными или перевернутыми.

Вертикальная пирамида будет представлена ​​пастбищами, поскольку на верхний уровень поднимается меньше организмов. В биоме пастбищ травы могут находиться на самом низком уровне в качестве основного производителя. Основным потребителем будет кузнечик. Вторичным потребителем будет мышь. Потребитель третичного уровня - это змея, которая ест мышь. Четвертым, четвертичным потребителем и высшим хищником на пастбищах будет ястреб, поедающий змею.

Другой биом с похожей динамикой может быть прудом. Производителем будут водоросли, а основным потребителем - личинки насекомых. Вторичным потребителем будет гольян, а третичным - лягушка. Последним хищником или четвертичным потребителем в биоме пруда будет енот, поедающий лягушку.

В пустыне главным производителем будет трава кактуса, а ее основным потребителем - бабочка. Ящерица съела бы бабочку, сделав ее вторичным потребителем. Змея съела ящерицу, считая ее третичным потребителем. И дорожный бегун завершит верхний и четвертый уровни после того, как съест змею.

В отличие от вертикальной пирамиды в лесу с умеренным климатом, основание пирамиды будет состоять только из деревьев. Основные потребители - насекомые - составят большую часть пирамиды.

Учитывая тонкую связь между организмами и окружающей их средой, крайне важно защитить остаток средств экосистем мира. Эффекты потока энергии, биомассы и биоаккумуляции играют важную роль в стратегиях экологического управления по сохранению.

Связанное содержание: Как связаться с вашим представителем по поводу изменения климата