Trofická úroveň (potravinový reťazec a web): Definícia a príklady (s diagramom)

V ekosystéme je hmota zachovaná energetické toky skrz to. Spôsob a efektívnosť tohto toku možno vyjadriť trofickými úrovňami.

Hlavným zdrojom energie pre ekosystémy je slnečné svetlo, hoci energiu poskytuje aj sírovodík z hydrotermálnych prieduchov. Štúdium spôsobu, akým energia prúdi na každú trofickú úroveň, pomáha ekológom strategizovať environmentálne manažérstvo.

A trofická úroveň si možno predstaviť ako krok v pyramíde, kde sú zoskupené skupiny predstavujúce organizmy a ich úlohu v ekosystéme. Táto trofická pyramída pomáha organizovať rôzne interakcie medzi týmito organizmami.

Z jednej trofickej úrovne na ďalšiu sa iba 10 percent energie premení na biomasu. Zvyšných 90 percent je stratených.

A potravinový reťazec klasifikuje organizmy lineárne podľa ich úlohy pri tvorbe a spotrebe energie.

Najnižšiu základňu potravinového reťazca tvoria fotosyntetické organizmy, ako sú rastliny a fytoplanktón. Tieto organizmy sa nazývajú výrobcov.

Výrobcovia premieňajú slnečné svetlo a anorganické molekuly na energiu. Kvôli svojej schopnosti vyrábať si vlastné potraviny sa nazývajú aj výrobcovia autotrofy. Medzi týchto výrobcov patrí prvá trofická úroveň. Tieto možno ďalej rozdeliť na fotoautotrofy, ktoré využívajú slnečné žiarenie na potravu a energiu, a chemotrofy, ktoré využívajú anorganické molekuly bez slnečného žiarenia.

Chemotrophs nájdete na takých miestach, ako sú hlbokomorské prieduchy. Chemická energia zo sírovodíka v týchto hydrotermálnych prieduchoch pomáha týmto organizmom syntetizovať organické molekuly na ich dodávku energie.

Ďalší krok v potravinovom reťazci patrí skupine primárnych spotrebiteľov. Primárni spotrebitelia jedia výrobcov. Primárnymi spotrebiteľmi sú zvyčajne malé zvieratá, bylinožravce, ktoré jedia rastliny, alebo fytoplanktón. Spotrebitelia sa tiež nazývajú heterotrofi a energetické potreby môžu uspokojiť iba konzumáciou jedla.

Spotrebitelia začleňujú energiu výrobcov do svojej vlastnej biomasy. Primárni konzumenti tvoria druhú trofickú úroveň.

Sekundárni spotrebiteliaalebo mäsožravce, jedia primárnych spotrebiteľov. Spravidla sú to väčšie zvieratá, aj keď ich je menej. U niektorých zvierat, ktoré sú všežravcami, sa vyskytujú určité prekrytia, napríklad u medveďov, ktoré jedia ovocie a lososa. Sekundárni konzumenti tvoria tretiu trofickú úroveň.

Značná energia sa stráca na trofických úrovniach, takže v pyramída na trofickej úrovni najviac energie sa stráca zo sekundárnych spotrebiteľov. Nakoniec to vedie k scenáru, v ktorom je na vrchole trofickej pyramídy menej organizmov, zatiaľ čo jej základňa obsahuje veľa druhov.

Potravinové weby ďalej opísať vzájomne súvisiace druhy na rôznych trofických úrovniach. Potravinové siete ukazujú povahu toku energie ekosystémami. Môžu byť pomerne zložité a ovplyvňuje ich aj sezónnosť jedál. Vyššie uvedený medveď predstavuje jeden príklad zvierat s viacerými úlohami v ekosystéme.

Kvôli dynamickej povahe potravinovej siete sa môže ukázať ako užitočnejší nástroj na opísanie interakcií v ekosystéme ako trofická pyramída. V niektorých potravinových sieťach sa nachádza zviera, ktoré sa nazýva a druh základného kameňa. Zvyšok ekosystému sa spolieha na to, že prítomnosť tohto druhu zostane nedotknutá a udržateľná. Po odstránení sa ekosystém môže zrútiť.

Keystone druhy majú tendenciu byť vrcholovými predátormi, ako sú vlci a grizzly. Vrcholový predátor sa nazýva vrcholový predátor. An vrcholový predátor je v podstate terciárny spotrebiteľ a je mu pridelená štvrtá a posledná trofická úroveň v pyramíde.

Ďalším faktorom stability ekosystému je faktor biodiverzita. Ak je druhová rozmanitosť menšia, ekosystém trpí. To ovplyvňuje trofické úrovne, ak sú z nich odstránené druhy. Zvlnenie ovplyvňuje narušenie rovnováhy celého systému.

Ďalšou dynamikou, ktorá sa hrá v potravinovej sieti, sú organizmy, ktoré sa nazývajú rozkladače. Tieto rozkladače rozkladajú mŕtve organizmy (rastliny a živočíchy) a uvoľňujú z nich živiny do životného prostredia. Potom sú tieto minerály dostupné primárnym výrobcom trofickej pyramídy.

Medzi príklady rozkladačov patria červy, plesne, hmyz, huby a baktérie. To sa však nepovažuje za recykláciu energie. Predstavuje uvoľnenie energie a často sa vyskytuje ako teplo.

Biomasa popisuje celkovú hmotnosť všetkých organizmov, či už živých alebo mŕtvych, v trofickej úrovni. Každá trofická úroveň obsahuje určité množstvo biomasy.

Produktivita prvovýrobcov sa vzťahuje na to, koľko energie môžu priniesť iným živým tvorom. Táto suma sa považuje za čistú primárnu produktivitu. Hrubá primárna produktivita predstavuje rýchlosť, ktorú môžu fotosyntetickí prvovýrobcovia premeniť na slnečnú energiu.

Bioakumulácia alebo biomagnfikácia sa týka nárastu toxických materiálov, ktorý stúpa ďalej po trofickej pyramíde. Materiál sa koncentruje v živočíšnych tkanivách. Príkladom toho môže byť kontaminácia dichlórdifenyltrichlóretánom (DDT). Táto chemikália sa bioakumuluje v životnom prostredí.

S každou úrovňou spotrebiteľa sa v ich telách hromadí vyššia koncentrácia DDT. Na najvyššej trofickej úrovni, ako sú napríklad orly bielohlavé, má táto bioakumulácia devastačné účinky na zdravie a prežitie zvierat. Používanie DDT bolo zakázané v 70. rokoch, existujú však aj iné chemikálie vyrobené človekom, ktoré predstavujú riziko pre zdravie životného prostredia. Preto je dôležité identifikovať a odstrániť tieto látky z životného prostredia skôr, ako sa takáto kontaminácia ujme.

Bioakumulácia sa vyskytuje aj pri určitých ťažkých kovoch, ktoré sa nachádzajú v rybách. Preto existujú odporúčania na obmedzenie určitej spotreby rýb u ľudí v zraniteľných skupinách, ako sú malé deti a tehotné ženy.

Na pochopenie týchto pojmov pomáha mať príklady zo skutočného sveta. Oceán poskytuje dobrú ukážku trofických úrovní a potravinových sietí. Ako už bolo spomenuté, fytoplanktón je príkladom prvovýrobcov. Zooplanktón je sekundárnym konzumentom fytoplanktónu.

Tretia trofická úroveň sekundárneho spotrebiteľa by patrila kôrovcom, ktorí jedia zooplanktón. A štvrtou trofickou úrovňou by boli ryby. To by sa mohlo ďalej rozšíriť o zvieratá, ako sú tulene, a dokonca aj o ďalšie ryby, ktoré tieto ryby konzumujú. Vrcholový dravec, ako napríklad orkská veľryba, by získal vyššiu trofickú úroveň. S každou úrovňou viac energia sa stráca.

Príklady fotoautotrofov zahŕňajú fotosyntetizujúce baktérie, rastliny a riasy. Premieňajú slnečnú energiu na ATP a NADP, ktoré sa zase používajú na výrobu organických molekúl, ako je glukóza.

Medzi príklady chemoautotrofov patria baktérie v jaskyniach alebo vyššie uvedené hydrotermálne prieduchy. Okolo týchto prieduchov konzumujú chemotermotrofy v hlbokom oceáne heterotrofy, ako sú krevety, morské raky a slávky.

Pokiaľ ide o príklady trofických pyramíd v reálnom svete, existuje veľa druhov. Môžu byť zvislé alebo obrátené.

Vzpriamenú pyramídu by predstavovali trávnaté porasty, pretože na najvyššiu úroveň stúpa menej organizmov. V biome pasienkov môžu byť trávy ako najnižšia úroveň ako v primárnom produkte. Primárnym spotrebiteľom by bol kobylka. Sekundárnym spotrebiteľom by bola myš. Terciálnym spotrebiteľom by bol had, ktorý žerie myš. Štvrtým, štvrtým konzumentom a vrcholovým predátorom na pastvinách by bol jastrab, ktorý hada zožerie.

Ďalším biomom s podobnou dynamikou môže byť rybník. Producentom by boli riasy a primárnym konzumentom boli larvy hmyzu. Sekundárnym spotrebiteľom by bola potočníčka a terciárnou žaba. Konečným mäsožravcom alebo kvartérnym konzumentom v biome rybníka by bol mýval, ktorý žabu žerie.

V púšti by bol hlavným producentom kaktusová tráva a jej hlavným spotrebiteľom by bol motýľ. Jašterica by zožrala motýľa, čo z neho urobilo druhoradého konzumenta. Had by jašteru zožral, čím by sa zaradil medzi terciárnych konzumentov. A roadrunner by zaoblil hornú a štvrtú úroveň, potom, čo zožerie hada.

Kontrastujúci so vzpriamenou pyramídou, v miernom lese, by základňu pyramídy tvorili iba stromy. Veľkú časť pyramídy by tvoril primárny spotrebiteľ, hmyz.

Vzhľadom na krehké prepojenie medzi organizmami a ich prostredím je nevyhnutné chrániť rovnováha svetových ekosystémov. Účinky toku energie, biomasy a bioakumulácie zohrávajú úlohu v stratégiách riadenia ochrany ekológov.

Súvisiaci obsah: Ako kontaktovať svojho zástupcu ohľadom zmeny podnebia