Відносини "хто кого їсть", символізовані в моделі харчового ланцюга, надають екосистемам Землі деякі їх справді фундаментальні структури. Харчовим ланцюгом у видимій дії може бути орел, що накидається на зайця-кролика, або акула, що ковтає собі шлях через оселедець, але ви також можете уявити собі більш внутрішній, основний рух; енергія, спочатку генерована внаслідок ядерних реакцій на Сонці, яка протікає через екосистему для живлення життєвих сил цієї системи.
Енергія в екосистемах
Електромагнітна енергія від сонця підживлює майже всі екосистеми планети, хоча існують глибоководні спільноти, які замість цього використовують енергію, що доставляється гідротермальними вентиляційними отворами. Зелені рослини “фіксують” надходить сонячну енергію; тобто вони захоплюють його і перетворюють через процес фотосинтезу в хімічну енергію, що міститься всередині вуглеводів. Тоді енергія в хімічних зв’язках цих сполук живить інші організми, які для її отримання споживають рослини або тварини, що харчуються рослинами, до яких належать безхребетні, гриби та мікроби, які розкладають мертві органічні речовини матерія.
Оскільки при розкладанні утворюються необхідні неорганічні поживні речовини, які використовуються рослинами для рушійного фотосинтезу, речовини циклів через екосистему. Навпаки, енергія не переробляється, а навпаки потоки через систему: Механіка життя - використання хімічної енергії для живлення критичних процесів, що підтримують організм організація - виробляти тепло як остаточний побічний продукт, і це не може бути перетворено назад у форму енергії, яка корисна для життя форми. Таким чином, рослинам потрібно постійне надходження сонячного світла для палива фотосинтезу, а нефотосинтетичним організмам - постійне надходження їжі для отримання нової енергії.
Виробники, споживачі та декомпозитори
Тому що вони виробляють корисну хімічну енергію з електромагнітного випромінювання Сонця, зелених рослин та інших фотосинтезуючих речовин такі організми, як водорості та ціанобактерії, називаються "продуцентами". Нефотосинтетичні організми, які прямо чи опосередковано покладаються на енергію, зафіксовану виробниками, є "споживачами" екосистеми. Для отримання такого рослиноїдний організм, як олень або черепаха, їсть рослини енергія; це первинний споживач тому що це споживає самого виробника. Тварина, яка полює на рослиноїдних тварин, таких як хижі тварини, як павук або тигр, є вторинний споживач; хижаки також їдять інших хижих тварин, звичайно - велика рогата сова, яка полює на ласку, скажімо - так що ви також можете поговорити про третинних споживачів.
Багато тварин - від жовтих курток до бурих ведмедів, харчуються як рослинною, так і твариною речовиною; ці всеїдні тому служать як первинними, так і вторинними споживачами. Декомпозитори - це особливий клас споживачів, які харчуються мертвими рослинними та тваринами речовинами, перетворюючи їх органічний матеріал до неорганічних газів та мінералів, які можуть бути перероблені як поживні речовини назад у система.
Майте на увазі, харчовий ланцюг не включає лише організм, який повністю споживає інший. Травоїдні тварини часто не знищують окремі рослини, які вони переглядають або випасають, і багато паразити не відверто вбивають організми-господарі, з яких вони харчуються. Більше того, існує багато взаємних відносин, в яких одна форма життя черпає енергію з іншої, одночасно надаючи якусь послугу в обмін; наприклад, гриби, які колонізують коріння рослин і отримують з них енергію, одночасно підвищуючи здатність рослини засвоювати воду та поживні речовини.
Харчові ланцюги та піраміди біомаси
Шлях енергії від виробників до споживачів до декомпозиторів утворює харчовий ланцюг. Простий може охоплювати траву до імпали до гепарда. Насправді організми часто їдять і поїдаються багатьма іншими організмами, що робить a харчова павутина - в основному купа вплетених харчових ланцюгів - більш детальна модель, але основна лінійна структура харчового ланцюга все ще корисна для відстеження потоку енергії в екосистемі. Кожна ступінь харчового ланцюга являє собою трофічний рівень: Виробник займає базальний рівень трофіки, первинний споживач наступного тощо.
Пов'язаною концепцією є біомаса або енергетична піраміда, що символізує відносну частку організмів на різних трофічних рівнях в екосистемі. Хоча правило не є жорстким і швидким, виробники, як правило, значно перевищують кількість первинних споживачів, а первинні споживачі значно переважають вторинних споживачів. Це пов’язано з властивою неефективністю передачі енергії через екосистему. В середньому фотосинтез фіксує значно менше 1 відсотка вхідної сонячної енергії Землі, і з цього лише невелика частка хімічної енергії, що утворюється, фактично надходить у харчовий ланцюг; значну частину рослина використовує для себе. На кожному етапі харчового ланцюга енергія «спалюється» для дихання організму і втрачається для нагрівання, тому споживачам, що мають більш високі трофічні рівні, доступна менша кількість. Стандартне наближення полягає в тому, що лише 10 відсотків енергії, що зберігається на одному трофічному рівні, переходить на наступний. Грубо кажучи, саме тому одна косатка вимагає через проміжні ланки харчового ланцюга, скажімо, креветок, риби та тюленів, безліч планктону, щоб підтримувати себе.