Trofična raven (prehranjevalna veriga in splet): opredelitev in primeri (z diagramom)

V ekosistemu je snov ohranjena pretoki energije skozi. Način in učinkovitost tega pretoka lahko predstavimo s trofičnimi ravnmi.

Glavni vir energije za ekosisteme je sončna svetloba, čeprav vodikov sulfid iz hidrotermalnih odprtin zagotavlja tudi energijo. Preučevanje načina pretoka energije na vsako trofično raven pomaga ekologom pri strategiji ravnanja z okoljem.

A trofični nivo si lahko predstavljamo kot korak v piramidi, kjer skupine zložene predstavljajo organizme in njihovo vlogo v ekosistemu. Ta trofična piramida pomaga organizirati različne interakcije med temi organizmi.

Od ene do druge trofične ravni se v biomaso pretvori le 10 odstotkov energije. Preostalih 90 odstotkov je izgubljenih.

A prehranjevalna veriga razvršča organizme linearno glede na njihovo vlogo pri ustvarjanju in porabi energije.

Najnižjo osnovo prehranjevalne verige sestavljajo fotosintetski organizmi, kot so rastline in fitoplanktoni. Ti organizmi se imenujejo proizvajalci.

Proizvajalci pretvarjajo sončno svetlobo in anorganske molekule v energijo. Zaradi njihove sposobnosti, da si sami pripravijo hrano, so poklicani tudi proizvajalci avtotrofi. Ti proizvajalci obsegajo prvo trofično raven. Te lahko nadalje razdelimo na fotoavtotrofi, ki sončno svetlobo uporabljajo za hrano in energijo, in kemotrofi, ki v odsotnosti sončne svetlobe uporabljajo anorganske molekule.

Kemotrofi najdemo na mestih, kot so globokomorski odprtine. Kemična energija vodikovega sulfida v teh hidrotermalnih odprtinah pomaga tem organizmom, da sintetizirajo organske molekule za oskrbo z energijo.

Naslednji korak v prehranjevalni verigi pripada primarni potrošniki. Primarni potrošniki jedo proizvajalce. Primarni potrošniki so običajno majhne živali, rastlinojede živali, ki jedo rastline ali fitoplankton. Potrošnike imenujejo tudi heterotrofi, energetske potrebe pa lahko zadovoljijo samo z uživanjem hrane.

Potrošniki energijo proizvajalcev vključijo v lastno biomaso. Primarni potrošniki zajemajo drugo trofično raven.

Sekundarni potrošniki, ali mesojede živali, jedo primarne potrošnike. Običajno so večje živali, čeprav jih je manj. Pri nekaterih živalih, ki so vsejede, se na primer prekrivajo medvedi, ki jedo sadje in losos. Sekundarni potrošniki obsegajo tretjo trofično raven.

Na trofičnih ravneh se izgubi precejšnja energija, tako v trofična nivojska piramida največ izgubljene energije nastane pri sekundarnih porabnikih. Na koncu to vodi do scenarija, v katerem je na vrhu trofične piramide manj organizmov, medtem ko je v njeni podlagi veliko vrst.

Prehrambene mreže nadalje opisujejo medsebojno povezane vrste na različnih trofičnih ravneh. Prehranjevalne mreže prikazujejo naravo pretoka energije skozi ekosisteme. Lahko so precej zapleteni, nanje pa vpliva tudi sezonskost hrane. Omenjeni medved predstavlja en primer živali z več vlogami v ekosistemu.

Zaradi dinamične narave živilske mreže se lahko izkaže za bolj uporabno orodje za opis interakcij v ekosistemu kot trofična piramida. V nekaterih prehrambenih mrežah je žival, imenovana a ključne vrste. Preostali del ekosistema se zanaša na prisotnost te vrste, da ostane nedotaknjena in trajnostna. Ko je ekosistem odstranjen, se lahko poruši.

Ključne vrste so ponavadi vrhunski plenilci, kot so volkovi in ​​grizli. Vrhunski plenilec se imenuje plenilec na vrhu. An vrh plenilca je v bistvu terciarni potrošnik in ima četrto in zadnjo trofično raven v piramidi.

Drugi dejavnik stabilnosti ekosistema je vpliv ekosistema biotska raznovrstnost. Kadar je vrstne raznolikosti manj, trpi ekosistem. To vpliva na trofične ravni, če se z njih odstranijo vrste. Vpliv valovanja poruši ravnovesje celotnega sistema.

Druga dinamika v prehranjevalnem spletu vključuje tiste organizme, ki se imenujejo razgrajevalci. Ti razgrajevalci razgrajujejo odmrle organizme (rastlinske in živalske) in iz njih sproščajo hranila v okolje. Potem so ti minerali na voljo primarnim proizvajalcem trofične piramide.

Primeri razgrajevalcev vključujejo črve, plesni, žuželke, glive in bakterije. Vendar se to ne šteje za recikliranje energije. Predstavlja sproščanje energije in se pogosto pojavi kot toplota.

Biomasa opisuje skupno maso vseh organizmov, bodisi živih bodisi mrtvih, na trofični ravni. Vsaka trofična raven ima določeno količino biomase.

Produktivnost primarnih proizvajalcev se nanaša na to, koliko energije lahko prinesejo drugim živim bitjem. Ta znesek se šteje za neto primarno produktivnost. Bruto primarna produktivnost predstavlja stopnjo, ko fotosintetični primarni proizvajalci lahko pretvorijo sončno energijo.

Bioakumulacija ali biomagnifikacija se nanaša na povečanje toksičnih snovi, ki gredo naprej navzgor po trofični piramidi. Snov se koncentrira v živalskih tkivih. Primer tega bi bila kontaminacija z diklorodifeniltrikloroetanom (DDT). Ta kemikalija se kopiči v okolju.

Z vsako stopnjo potrošnika se v njihovih telesih kopičijo večje koncentracije DDT. Na najvišji trofični ravni, kot so plešasti orli, ima ta bioakumulacija uničujoče učinke na zdravje in preživetje živali. DDT je ​​bila v sedemdesetih letih prepovedana, vendar obstajajo druge umetne kemikalije, ki ogrožajo zdravje okolja. Zato je pomembno, da se take snovi identificirajo in odstranijo iz okolja, preden se takšno onesnaženje uveljavi.

Bioakumulacija se pojavi tudi pri nekaterih težkih kovinah, ki jih najdemo v ribah. Zato obstajajo priporočila za omejevanje uživanja rib pri ljudeh v ranljivih skupinah, kot so majhni otroci in nosečnice.

Da bi razumeli te koncepte, nam pomagajo primeri iz resničnega sveta. Ocean ponuja dober prikaz trofičnih ravni in prehranjevalnih mrež. Kot smo že omenili, je fitoplankton primer primarnih proizvajalcev. Zooplanktoni so sekundarni porabniki fitoplanktona.

Tretja trofična stopnja, sekundarni potrošnik, bi pripadala rakom, ki jedo zooplankton. In četrta trofična raven bi bile ribe. To bi se lahko nadalje razširilo na živali, kot so tjulnji in celo druge ribe, ki te ribe zaužijejo. Plenilec vrha, kot je kit orka, bi dosegel višjo trofično raven. Z vsako stopnjo več energija se izgubi.

Primeri fotoavtotrofov vključujejo bakterije fotosinteze, rastline in alge. Sončno energijo pretvorijo v ATP in NADP, ki se nato uporabljajo za tvorjenje organskih molekul, kot je glukoza.

Primeri kemoautotrofov vključujejo bakterije v jamah ali zgoraj omenjene hidrotermalne odprtine. Okoli teh odprtin heterotrofi, kot so kozice, jastogi in školjke, v globokem oceanu zaužijejo kemoautotrofe.

Glede resničnih primerov trofičnih piramid obstajajo številne vrste. Lahko so pokončni ali obrnjeni.

Pokončno piramido bi predstavljalo travinje, saj je manj organizmov, ki gredo na najvišjo raven. Travniški biom ima lahko trave kot najnižjo raven kot primarni proizvajalec. Primarni potrošnik bi bil kobilica. Sekundarni potrošnik bi bila miška. Terciarni potrošnik bi bila kača, ki bi pojedla miško. Četrti, kvartarni potrošnik in plenilec vrha na travnikih bi bil jastreb, ki poje kačo.

Drug biom s podobno dinamiko je lahko ribnik. Proizvajalec bi bile alge, primarni potrošnik pa bi bile ličinke žuželk. Sekundarni potrošnik bi bil minnow, terciarni pa žaba. Končni mesojedec ali kvartarni potrošnik v ribniškem biomu bi bil rakun, ki bi požrl žabo.

V puščavi bi bil glavni proizvajalec kaktusna trava, njen glavni porabnik pa metulj. Kuščar bi pojedel metulja, zaradi česar je sekundarni potrošnik. Kača bi zaužila kuščarja in ga uvrstila med tretje potrošnike. In potnik bi zaokrožil zgornjo in četrto stopnjo, potem ko poje kačo.

V nasprotju s pokončno piramido bi bilo v zmernem gozdu osnova piramide samo drevesa. Primarni potrošniki, žuželke, bi sestavljali velik del piramide.

Glede na občutljivo povezanost med organizmi in njihovim okoljem je ključnega pomena zaščititi ravnovesje svetovnih ekosistemov. Učinki pretoka energije, biomase in bioakumulacije imajo pomembno vlogo pri ekoloških strategijah za ohranjanje.

Povezana vsebina: Kako stopiti v stik s svojim predstavnikom glede podnebnih sprememb