Ako prúdi energia potravinovým reťazcom?

Vzťahy „kto koho žerie“ symbolizované v modeli potravinového reťazca dávajú ekosystémom Zeme niektoré z ich skutočne základných štruktúr. Potravinovým reťazcom vo viditeľnej podobe môže byť napríklad orlica, ktorá sa preháňa nad jackrabbitom, alebo žralok, ktorý si prehĺta cestu sleďovou školou, ale môžete si predstaviť aj podstatnejší pohyb; energiu, ktorá pôvodne vznikla jadrovými reakciami na Slnku a ktorá preteká ekosystémom na napájanie životných síl tohto systému.

Elektromagnetická energia zo slnka poháňa takmer všetky ekosystémy planéty, aj keď existujú hlbokomorské spoločenstvá, ktoré naopak čerpajú energiu dodávanú hydrotermálnymi prieduchmi. Zelené rastliny „fixujú“ prichádzajúcu slnečnú energiu; to znamená, že ho zachytia a prevedú procesom fotosyntézy na chemickú energiu obsiahnutú v sacharidoch. Energia v chemických väzbách týchto zlúčenín potom vyživuje ďalšie organizmy, ktoré ju spotrebúvajú, aby ju získali alebo tvorov živiacich sa rastlinami, ktoré zahŕňajú bezstavovce, huby a mikróby, ktoré rozkladajú mŕtve organické látky na čom záleží.

Pretože pri rozklade vznikajú základné anorganické živiny používané rastlinami na fotosyntézu cyklov cez ekosystém. Energia sa naopak nerecykluje, ale skôr toky prostredníctvom systému: Mechanika života - použitie chemickej energie na napájanie kritických procesov, ktoré udržiavajú organizmus organizácia - vyrábať teplo ako konečný vedľajší produkt a to sa nedá premeniť späť na formu energie využiteľnej životom formy. Rastliny teda vyžadujú stály prísun slnečného žiarenia na podporu fotosyntézy a nefotosyntetické organizmy na zabezpečenie novej energie stály príjem potravy.

Pretože vyrábajú využiteľnú chemickú energiu zo slnečného elektromagnetického žiarenia, zelených rastlín a inej fotosyntézy organizmy ako riasy a sinice sa nazývajú „producenti“. Nefotosyntetické organizmy, ktoré sa spoliehajú buď priamo, alebo nepriamo na energiu fixovanú výrobcami sú „spotrebiteľmi“ ekosystému. Bylinožravce, ako je jeleň alebo korytnačka, zožerú rastliny, aby to dosiahli energia; je to primárny spotrebiteľ pretože to spotrebováva samotného výrobcu. Zviera, ktoré sa živí bylinožravcom, napríklad mäsožravcom ako pavúk alebo tiger, je sekundárny spotrebiteľ; mäsožravce jedia samozrejme aj iné mäsožravce - povedzme veľká sova rohatá, ktorá sa živí lasičkou - takže môžete hovoriť aj o terciárni spotrebitelia.

Mnoho zvierat, od žltých búnd až po hnedé medvede, konzumuje rastlinné aj živočíšne látky; títo všežravce teda slúžia ako primárni aj sekundárni spotrebitelia. Rozkladače sú špeciálnou triedou spotrebiteľov, ktorí sa živia odumretými rastlinnými a živočíšnymi látkami organický materiál na anorganické plyny a minerály, ktoré sa dajú recyklovať ako živiny späť do systém.

Majte na pamäti, že potravinový reťazec nezahŕňa iba organizmus, ktorý úplne konzumuje iný. Bylinožravce často neničia jednotlivé rastliny, ktoré prehliadajú alebo sa pasú, a mnoho parazitov priamo nezabije hostiteľské organizmy, z ktorých čerpajú výživu. Ďalej existuje veľa vzájomných vzťahov, v ktorých jedna forma života čerpá energiu z druhej a poskytuje určitú službu výmenou; napríklad huby, ktoré kolonizujú korene rastlín a získavajú z nich energiu a zvyšujú schopnosť rastliny prijímať vodu a živiny.

Cesta energie od výrobcov k spotrebiteľom až k rozkladateľom vytvára potravinový reťazec. Jednoduchý môže byť napríklad tráva od impala po gepard. V skutočnosti organizmy často jedia a zožierajú ich ďalšie organizmy, takže stránka o jedle - v podstate skupina prepletených potravinových reťazcov - podrobnejší model, ale základná lineárna štruktúra potravinového reťazca je stále užitočná na sledovanie toku energie v ekosystéme. Každá priečka potravinového reťazca predstavuje a trofická úroveň: Producent zaujíma bazálnu trofickú úroveň, primárny spotrebiteľ nasledujúci a tak ďalej.

Príbuzným konceptom je biomasa alebo energetická pyramída, ktorý symbolizuje relatívny podiel organizmov na rôznych trofických úrovniach v ekosystéme. Aj keď nejde o tvrdé a rýchle pravidlo, producenti zvyčajne výrazne prevyšujú primárnych spotrebiteľov a primárni spotrebitelia výrazne prevyšujú sekundárnych spotrebiteľov. Je to z dôvodu inherentnej neefektívnosti prenosu energie ekosystémom. Fotosyntéza v priemere fixuje oveľa menej ako 1 percento prichádzajúcej slnečnej energie Zeme a z toho iba malá časť výslednej chemickej energie lievik do potravinového reťazca; veľkú časť z toho rastlina používa pre seba. V každej fáze potravinového reťazca sa energia „spaľuje“ na dýchanie organizmu a stráca sa teplom, takže pri vyšších trofických úrovniach majú spotrebitelia k dispozícii znižujúce sa množstvá. Štandardná aproximácia je taká, že iba 10 percent energie uloženej na jednej trofickej úrovni prejde na ďalšiu. Zhruba povedané, to je dôvod, prečo jediná orca vyžaduje, aby prostredníctvom vzájomne pôsobiacich článkov potravinového reťazca, napríklad, kreviet, rýb a tuleňov, bolo zabezpečené množstvo planktónu.