Трофични ниво (ланац хране и мрежа): дефиниција и примери (са дијаграмом)

У екосистему је материја очувана док токови енергије кроз њега. Начин и ефикасност овог протока могу се представити трофичким нивоима.

Главни извор енергије за екосистеме је сунчева светлост, мада и водоник-сулфид из хидротермалних отвора такође даје енергију. Проучавање начина на који енергија тече до сваког трофичког нивоа помаже еколозима у стратегији управљања животном средином.

А. трофички ниво може се замислити као корак у пирамиди, са скупљеним групама које представљају организме и њихову улогу у екосистему. Ова трофична пирамида помаже у организовању различитих интеракција између тих организама.

Од једног трофичног нивоа до другог, само 10 процената енергије претвара се у биомасу. Преосталих 90 одсто је изгубљено.

А. ланац исхране рангира организме линеарно, према њиховој улози у стварању и потрошњи енергије.

Најнижу основу ланца исхране чине фотосинтетски организми попут биљака и фитопланктона. Ови организми се зову произвођачи.

Произвођачи претварају сунчеву светлост и неорганске молекуле у енергију. Због њихове способности да сами производе храну, произвођачи су такође позвани аутотрофи. Ови произвођачи чине први трофични ниво. Они се даље могу поделити на фотоаутотрофи, који користе сунчеву светлост за храну и енергију, и хемотрофи, који користе неорганске молекуле у одсуству сунчеве светлости.

Хемотрофи могу се наћи на таквим местима као дубокоморски отвори. Хемијска енергија водоник-сулфида у тим хидротермалним отворима помаже овим организмима да синтетишу органске молекуле за снабдевање енергијом.

Следећи корак у ланцу исхране припада примарни потрошачи. Примарни потрошачи једу произвођаче. Примарни потрошачи су обично мале животиње, биљоједи који једу биљке или фитопланктоне. Потрошачи се називају и хетеротрофи, а енергетске потребе могу да задовоље само једући храну.

Потрошачи уграђују енергију произвођача у сопствену биомасу. Примарни потрошачи чине други трофични ниво.

Секундарни потрошачи, или месоједи, једу примарне потрошаче. То су углавном веће животиње, иако их је мање. Постоји преклапање код неких животиња које су свеједи, попут медведа који једу воће и лосос. Секундарни потрошачи чине трећи трофични ниво.

Значајна енергија се губи на трофичким нивоима, па тако и на пирамида трофичког нивоа највише изгубљене енергије произлази из секундарних потрошача. На крају ово доводи до сценарија по којем је на врху трофичке пирамиде мање организама, док његова основа садржи много врста.

Прехрамбене мреже даље описују међусобно повезане врсте на различитим трофичким нивоима. Прехрамбене мреже показују природу протока енергије кроз екосистеме. Могу бити прилично сложени, а на њих утиче и сезонска храна. Поменути медвед представља један пример животиња са вишеструким улогама у екосистему.

Због динамичке природе прехрамбене мреже може се показати кориснијим алатом за описивање интеракција у екосуставу од трофичне пирамиде. Унутар неких прехрамбених мрежа налази се животиња која се зове а кључна врста. Остатак екосистема ослања се на присуство ове врсте како би остао нетакнут и одржив. Када се уклони, екосистем се може срушити.

Врсте кључног камена имају тенденцију да буду врхунски грабежљивци попут вукова и медведа гризли. Врхунски предатор назива се вршни предатор. Ан апек предатор је у суштини терцијарни потрошач и дат му је четврти и последњи трофични ниво у пирамиди.

Други фактор стабилности екосистема је биодиверзитет. Када је разноврсност врста мање, екосустав пати. Ово утиче на трофични ниво ако се из њих уклоне врсте. Таласни ефекат нарушава равнотежу читавог система.

Друга динамика у прехрамбеној мрежи укључује оне организме који се зову разлагачи. Ови разлагачи разграђују мртве организме (биљне и животињске) и из њих испуштају хранљиве материје у животну средину. Тада су ти минерали доступни примарним произвођачима трофичне пирамиде.

Примери разлагача укључују црве, плесни, инсекте, гљивице и бактерије. Међутим, ово се не сматра рециклирањем енергије. Представља ослобађање енергије и често се јавља као топлота.

Биомаса описује укупну масу свих организама, било живих било мртвих, на трофичном нивоу. Сваки трофички ниво поседује одређену количину биомасе.

Продуктивност примарних произвођача односи се на то колико енергије могу да донесу другим живим бићима. Тај износ се сматра нето примарном продуктивношћу. Бруто примарна продуктивност представља стопу фотосинтетских примарних произвођача који могу претворити сунчеву енергију.

Биоакумулација или биомагниција се односи на пораст токсичних материјала који иду даље трофичком пирамидом. Материјал се концентрише у животињским ткивима. Пример за то би била контаминација дихлородифенилтрихлороетаном (ДДТ). Ова хемикалија се биоакумулира у животној средини.

Са сваким нивоом потрошача, у њиховим телима се накупља већа концентрација ДДТ. На највишем трофичком нивоу, попут ћелавих орлова, ова биоакумулација производи разарајуће ефекте на здравље и опстанак животиња. ДДТ-у је забрањена употреба 1970-их, али постоје и друге хемикалије које ствара човек које представљају ризик за здравље животне средине. Стога постаје важно идентификовати и уклонити такве супстанце из околине пре него што таква контаминација захвати.

Биоакумулација се такође јавља код одређених тешких метала који се могу наћи у риби. Због тога постоје препоруке да се ограничи одређена конзумација рибе код људи из осетљивих група, као што су мала деца и труднице.

Да би се разумели ови концепти, помажу нам примери из стварног света. Океан пружа добру демонстрацију трофичких нивоа и прехрамбених мрежа. Као што је раније поменуто, фитопланктони су пример примарних произвођача. Зоопланктон су секундарни потрошачи фитопланктона.

Трећи трофични ниво, секундарни потрошач, припадао би раковима који једу зоопланктоне. А четврти трофични ниво биле би рибе. То би се могло проширити и на животиње као што су фоке, па чак и друге рибе које те рибе конзумирају. Врхунски грабежљивац попут кита орке заузео би виши трофични ниво. Са сваким нивоом, више енергија се губи.

Примери фотоаутотрофа укључују бактерије фотосинтезе, биљке и алге. Они претварају сунчеву енергију у АТП и НАДП, који се заузврат користе за стварање органских молекула попут глукозе.

Примери хемоаутотрофа укључују бактерије у пећинама или горе поменуте хидротермалне отворе. Око ових отвора хетеротрофи као што су шкампи, јастози и шкољке троше хемоаутотрофе у дубоком океану.

У смислу примера трофичких пирамида из стварног света, постоје бројне врсте. Могу бити усправни или окренути.

Усправну пирамиду представљало би травњак, јер има мање организама који се пењу до највишег нивоа. Травњачки биом може имати траве као најнижи ниво као примарни произвођач. Примарни потрошач био би скакавац. Секундарни потрошач био би миш. Терцијарни потрошач била би змија која једе миша. Четврти, квартарни потрошач и вршни грабежљивац на травњаку био би соко који једе змију.

Други биом са сличном динамиком могао би бити рибњак. Произвођач би биле алге, а примарни потрошач ларве инсеката. Секундарни потрошач био би трњача, а терцијарни жаба. Крајњи месождер или квартарни потрошач у биому рибњака био би ракун који једе жабу.

У пустињи би главни произвођач био кактусна трава, а примарни потрошач лептир. Гуштер би појео лептира, чинећи га секундарним потрошачем. Змија би појела гуштера, сврставајући га у терцијарне потрошаче. А путник би заокружио горњи и четврти ниво, након што поједе змију.

Супротно од усправне пирамиде, у умереној шуми, подножје пирамиде би било направљено од само дрвећа. Примарни потрошачи, инсекти, чинили би велики део пирамиде.

С обзиром на осетљиву повезаност између организама и њихове околине, постаје пресудно заштитити је равнотежа светских екосистема. Ефекти протока енергије, биомасе и биоакумулације играју улогу у еколошким стратегијама за очување.

Сличан садржај: Како контактирати свог представника о климатским променама