Trofisk nivå (livsmedelskedja och webb): definition och exempel (med diagram)

I ett ekosystem bevaras materia medan energiflöden genom det. Sättet och effektiviteten för detta flöde kan representeras av trofiska nivåer.

Den främsta energikällan för ekosystem är solljus, även om vätesulfiden från hydrotermiska ventiler också ger energi. Att studera hur energi flyter till varje trofisk nivå hjälper ekologer att strategisera miljöhantering.

A trofisk nivå kan föreställas som ett steg i en pyramid, med grupper staplade upp som representerar organismer och deras roll i ekosystemet. Denna trofiska pyramid hjälper till att organisera de olika interaktionerna mellan dessa organismer.

Från en trofisk nivå till nästa omvandlas endast 10 procent av energin till biomassa. De återstående 90 procenten går förlorade.

A näringskedja rangordnar organismer på ett linjärt sätt, beroende på deras roll i skapande och energiförbrukning av energi.

Den lägsta basen i en livsmedelskedja består av fotosyntetiska organismer såsom växter och fytoplankton. Dessa organismer kallas producenter.

Producenter omvandlar solljus och oorganiska molekyler till energi. På grund av sin förmåga att göra sin egen mat kallas producenter också autotrofer. Dessa producenter utgör den första trofiska nivån. Dessa kan vidare delas in i fotoautotrofer, som använder solljus för mat och energi, och kemotrofer, som använder oorganiska molekyler i frånvaro av solljus.

Kemotrofer finns på platser som djuphavsöppningar. Kemisk energi från vätesulfid i dessa hydrotermiska ventiler hjälper dessa organismer att syntetisera organiska molekyler för deras energiförsörjning.

Nästa steg i livsmedelskedjan tillhör primära konsumenter. Primära konsumenter äter producenter. Primära konsumenter är vanligtvis små djur, växtätare som äter växterna eller fytoplankton. Konsumenter kallas också heterotrofer, och de kan bara tillgodose energibehov genom att äta mat.

Konsumenter införlivar producenternas energi i sin egen biomassa. Primärkonsumenter utgör den andra trofiska nivån.

Sekundära konsumenter, eller köttätare, äta primära konsumenter. De är i allmänhet större djur, men det finns färre av dem. Det finns viss överlappning hos vissa djur som är allätare, såsom björnar som äter frukt och lax. Sekundära konsumenter utgör den tredje trofiska nivån.

Betydande energi går förlorat på trofiska nivåer, så i trofisk nivå pyramid den mest förlorade energin kommer från sekundära konsumenter. I slutändan leder detta till ett scenario där det finns färre organismer på toppen av den trofiska pyramiden, medan dess bas innehåller många arter.

Matväv beskriv ytterligare de inbördes relaterade arterna på olika trofiska nivåer. Matnät visar vilken typ av energiflöde som finns genom ekosystem. De kan vara ganska komplexa och påverkas också av livsmedelssäsong. Den ovan nämnda björnen representerar ett exempel på djur med flera roller i ett ekosystem.

På grund av en matvägs dynamiska natur kan det visa sig vara ett mer användbart verktyg för att beskriva interaktionerna i ett ekosystem än en trofisk pyramid. Inom vissa matväv finns ett djur som heter a keystone arter. Resten av ekosystemet är beroende av närvaron av denna art för att förbli intakt och hållbar. När det tas bort kan ekosystemet kollapsa.

Keystone arter tenderar att vara topp rovdjur som vargar och grizzlybjörnar. Ett topprovdjur kallas ett apex-rovdjur. Ett apexrovdjur är i huvudsak en tertiär konsument och ges den fjärde och sista trofiska nivån i pyramiden.

En annan faktor i ekosystemets stabilitet är den av biologisk mångfald. När det finns mindre artsdiversitet lider ett ekosystem. Detta påverkar trofiska nivåer om arter tas bort från dem. Krusningen påverkar balansen i hela systemet.

En annan dynamik som spelas i en matwebb inkluderar de kallade organismerna nedbrytare. Dessa nedbrytare bryter ner döda organismer (växt och djur) och släpper ut näringsämnen från dem till miljön. Då är dessa mineraler tillgängliga för primärproducenter av den trofiska pyramiden.

Exempel på sönderdelare inkluderar maskar, mögel, insekter, svampar och bakterier. Detta anses dock inte vara återvinning av energi. Det representerar energiutsläpp och uppträder ofta som värme.

Biomassa beskriver den totala massan av alla organismer, vare sig levande eller döda, på trofisk nivå. Varje trofisk nivå har en viss mängd biomassa.

Primärproducenters produktivitet refererar till hur mycket energi de kan ta med sig till andra levande varelser. Det beloppet anses vara den primära nettoproduktiviteten. Primärproduktiviteten i brutto motsvarar den hastighet fotosyntetiska primärproducenter kan omvandla solens energi.

Bioackumulering eller biomagnfiering avser en ökning av giftiga material som går längre upp i den trofiska pyramiden. Materialet koncentreras i djurvävnader. Ett exempel på detta skulle vara kontaminering av diklorodifenyltrikloretan (DDT). Denna kemiska bioackumulerar i miljön.

För varje konsumentnivå byggs större koncentrationer av DDT upp i deras kroppar. På den översta trofiska nivån, såsom örnar, producerar denna bioackumulering förödande effekter på djurhälsa och överlevnad. DDT förbjöds att användas på 1970-talet, men det finns andra kemiska kemikalier som utgör en risk för miljöhälsan. Det blir därför viktigt att identifiera och ta bort sådana ämnen från miljön innan sådan förorening tar tag.

Bioackumulering sker också med vissa tungmetaller som finns i fisk. Det är därför det finns rekommendationer för att begränsa viss fiskkonsumtion hos människor i utsatta grupper, som små barn och gravida kvinnor.

För att förstå dessa begrepp hjälper det att ha exempel från verkliga världen. Havet ger en bra demonstration av trofiska nivåer och matväv. Som nämnts tidigare är fytoplankton ett exempel på primärproducenter. Zooplankton är sekundära konsumenter av fytoplankton.

Den tredje trofiska nivån, av sekundär konsument, skulle tillhöra kräftdjur som äter zooplankton. Och den fjärde trofiska nivån skulle vara fisk. Detta kan sträcka sig ytterligare med djur som sälar och till och med andra fiskar som konsumerar den fisken. Ett topp-rovdjur som en orkahval skulle ta den högre trofiska nivån. För varje nivå mer energi går förlorad.

Exempel på fotoautotrofer är fotosyntesbakterier, växter och alger. De omvandlar solens energi till ATP och NADP, som i sin tur används för att framställa organiska molekyler som glukos.

Exempel på kemoautotrofer innefattar bakterier i grottor eller de ovannämnda hydrotermiska ventilerna. Runt dessa ventiler konsumerar heterotrofer som räkor, hummer och musslor kemoautotroferna i djupa havet.

När det gäller exempel på trofiska pyramiden i verkligheten finns det många slags. De kan vara upprätt eller inverterade.

En upprätt pyramid skulle representeras av gräsmark eftersom det finns färre organismer som går upp till toppnivån. En biomark för gräsmark kan ha gräs som den lägsta nivån som primärproducent. Den primära konsumenten skulle vara en gräshoppa. En sekundär konsument skulle vara en mus. En tertiär konsument skulle vara en orm som äter musen. En fjärde, kvaternära konsument och topp-rovdjur i gräsmark skulle vara en hök som äter ormen.

Ett annat biom med liknande dynamik kan vara en damm. Producenten skulle vara alger och den främsta konsumenten skulle vara insektslarver. En sekundär konsument skulle vara en minnow, och en tertiär skulle vara en groda. Den sista köttätaren eller kvaternära konsumenten i dammbiomen skulle vara en tvättbjörn som äter grodan.

I en öken skulle huvudproducenten vara ett kaktusgräs, och dess främsta konsument skulle vara en fjäril. En ödla skulle äta fjärilen och göra den till sekundärkonsument. En orm skulle konsumera ödlan och rangordna den som en tertiär konsument. Och en roadrunner skulle runda ut den översta och fjärde nivån efter att den ätit ormen.

I kontrast till en upprätt pyramid, i en tempererad skog, skulle pyramidens bas vara gjord av bara träd. De största konsumenterna, insekter, skulle utgöra en stor del av pyramiden.

Med tanke på den känsliga anslutningen mellan organismer och deras miljö blir det avgörande att skydda balans av världens ekosystem. Effekterna av energiflöde, biomassa och bioackumulering spelar alla en roll i ekologernas förvaltningsstrategier för bevarande.

Relaterat innehåll: Hur du kontaktar din representant om klimatförändringar