Трофічний рівень (харчовий ланцюг та Інтернет): визначення та приклади (зі схемою)

В екосистемі речовина зберігається потоки енергії крізь це. Спосіб і ефективність цього потоку можуть бути представлені трофічними рівнями.

Основним джерелом енергії для екосистем є сонячне світло, хоча сірководень з гідротермальних отворів також забезпечує енергією. Вивчення способу надходження енергії до кожного трофічного рівня допомагає екологам розробити стратегію управління навколишнім середовищем.

A трофічний рівень можна уявити як сходинку в піраміді зі складеними групами, що представляють організми та їх роль в екосистемі. Ця трофічна піраміда допомагає організувати різні взаємодії між цими організмами.

Від одного трофічного рівня до наступного лише 10 відсотків енергії перетворюється на біомасу. Решта 90 відсотків втрачаються.

A харчовий ланцюг класифікує організми лінійно відповідно до їх ролі у створенні та споживанні енергії.

Найнижчу основу харчового ланцюга складають фотосинтезуючі організми, такі як рослини та фітопланктон. Ці організми називаються виробники.

Виробники перетворюють сонячне світло та неорганічні молекули в енергію. Через їх здатність робити власну їжу виробників також закликають автотрофи. Ці виробники складають перший трофічний рівень. На них далі можна поділити фотоавтотрофи, які використовують сонячне світло для їжі та енергії, і хемотрофи, які використовують неорганічні молекули за відсутності сонячного світла.

Хемотрофи можна зустріти в таких місцях, як глибоководні отвори. Хімічна енергія сірководню в цих гідротермальних отворах допомагає цим організмам синтезувати органічні молекули для забезпечення їх енергією.

Наступний крок у харчовому ланцюзі належить первинні споживачі. Первинні споживачі харчуються виробниками. Основними споживачами є, як правило, дрібні тварини, рослиноїдні тварини, які харчуються рослинами або фітопланктоном. Споживачів ще називають гетеротрофами, і вони можуть задовольнити потреби в енергії лише вживаючи їжу.

Споживачі включають енергію виробників у власну біомасу. Первинні споживачі складають другий трофічний рівень.

Вторинні споживачі, або м’ясоїдні, їдять первинних споживачів. Як правило, це більші тварини, хоча їх менше. У деяких тварин, які є всеїдними, наприклад, у ведмедів, які їдять фрукти та лосось, є певне перекриття. Вторинні споживачі складають третій трофічний рівень.

На трофічному рівні втрачається значна кількість енергії, тому в піраміда трофічного рівня найбільше втраченої енергії виникає у вторинних споживачів. Зрештою це призводить до сценарію, коли на вершині трофічної піраміди менше організмів, тоді як її основа містить багато видів.

Харчові мережі далі описувати взаємопов’язані види на різних трофічних рівнях. Харчові мережі показують характер потоку енергії через екосистеми. Вони можуть бути досить складними, і на них впливає сезонність харчування. Вищезгаданий ведмідь являє собою один із прикладів тварин, що мають багато ролей в екосистемі.

Через динамічну природу харчової мережі вона може виявитись більш корисним інструментом для опису взаємодії в екосистемі, ніж трофічна піраміда. У деяких харчових мережах є тварина, яке називається a ключові види. Решта екосистеми покладається на наявність цього виду, щоб залишатись цілим і стійким. Після видалення екосистема може зруйнуватися.

Ключові камені, як правило, є головними хижаками, такими як вовки та ведмеді грізлі. Верхнього хижака називають верхівковим хижаком. Ан верхівка хижака є по суті третинним споживачем і йому дається четвертий і останній трофічний рівень у піраміді.

Інший фактор стабільності екосистеми - це біорізноманіття. Коли видового різноманіття менше, страждає екосистема. Це впливає на рівень трофіки, якщо видалити з них види. Пульсація впливає на рівновагу всієї системи.

Інша динаміка у харчовій мережі включає ті організми, які називаються розкладачі. Ці розкладачі розщеплюють мертві організми (рослинні та тваринні) і виділяють з них поживні речовини в навколишнє середовище. Тоді ці мінерали доступні первинним виробникам трофічної піраміди.

Приклади розкладачів включають черв'яків, цвілі, комах, гриби та бактерії. Однак це не вважається переробкою енергії. Це являє собою виділення енергії і часто відбувається як тепло.

Біомаса описує загальну масу всіх організмів, живих чи мертвих, на трофічному рівні. Кожен трофічний рівень має певну кількість біомаси.

Продуктивність первинних виробників відноситься до того, скільки енергії вони можуть принести іншим живим істотам. Ця сума вважається чистою первинною продуктивністю. Валова первинна продуктивність представляє швидкість первинних виробників фотосинтезу, які можуть перетворити сонячну енергію.

Біоакумуляція або біомагніція стосуються збільшення токсичних речовин, що йдуть далі вгору по трофічній піраміді. Матеріал концентрується в тканинах тварин. Прикладом цього може бути забруднення дихлордіфенілтріхлоретаном (ДДТ). Ця хімічна речовина накопичується в навколишньому середовищі.

З кожним рівнем споживача в їхніх організмах накопичується більша концентрація ДДТ. На найвищому трофічному рівні, наприклад, на лисих орлів, це біонакопичення справляє руйнівні наслідки для здоров’я та виживання тварин. ДДТ було заборонено до використання в 1970-х роках, однак існують і інші штучні хімічні речовини, які становлять ризик для здоров'я навколишнього середовища. Тому стає важливим виявити та вивести такі речовини з навколишнього середовища до того, як таке забруднення набуде сили.

Біоакумуляція також відбувається з певними важкими металами, які можна знайти в рибі. Ось чому існують рекомендації обмежити певне споживання риби людьми вразливих груп, наприклад, маленькими дітьми та вагітними жінками.

Для розуміння цих понять корисно мати реальні приклади. Океан добре демонструє трофічні рівні та продовольчі мережі. Як зазначалося раніше, фітопланктон є прикладом первинних продуцентів. Зоопланктон є вторинними споживачами фітопланктону.

Третій трофічний рівень, вторинного споживача, належав би ракоподібним, які харчуються зоопланктоном. І четвертим трофічним рівнем була б риба. Це може поширитися і на таких тварин, як тюлені та навіть інші риби, які споживають цю рибу. Вищий хижак, такий як кит-косатка, має вищий рівень трофіки. З кожним рівнем більше втрачається енергія.

Приклади фотоавтотрофів включають бактерії фотосинтезу, рослини та водорості. Вони перетворюють сонячну енергію в АТФ і НАДФ, які, в свою чергу, використовуються для отримання органічних молекул, таких як глюкоза.

Приклади хемоавтотрофів включають бактерії в печерах або згадані гідротермальні отвори. Навколо цих отворів гетеротрофи, такі як креветки, омари та мідії, споживають хемоавтотрофи в глибокому океані.

З точки зору реальних прикладів трофічної піраміди існує безліч видів. Вони можуть бути вертикальними або перевернутими.

Вертикальну піраміду представляли б пасовища, оскільки на верхній рівень піднімається менше організмів. Біом луків може мати трави як найнижчий рівень як основний виробник. Основним споживачем буде коник. Вторинним споживачем буде миша. Третинним споживачем буде змія, яка їсть мишу. Четвертим, четвертинним споживачем і верхівкою хижака на пасовищі буде яструб, який поїдає змію.

Іншим біомом з подібною динамікою може бути ставок. Виробником стануть водорості, а основним споживачем будуть личинки комах. Вторинним споживачем буде м'ясна горіха, а третинним - жаба. Кінцевим хижаком або четвертинним споживачем у біомі ставу став би єнот, який їсть жабу.

У пустелі головним виробником буде кактусова трава, а основним споживачем - метелик. Ящірка з’їла б метелика, зробивши його другорядним споживачем. Змія споживала б ящірку, класифікуючи її як третинного споживача. А бігун дороги закінчив би верхній і четвертий рівень після того, як він з'їсть змію.

На противагу вертикальній піраміді, в помірному лісі основа піраміди була б зроблена просто з дерев. Первинні споживачі, комахи, становили б значну частину піраміди.

З огляду на делікатний зв’язок між організмами та їх середовищем, вирішальним є захист баланс екосистем світу. Вплив енергетичного потоку, біомаси та біоакумуляції відіграє важливу роль у стратегіях екологічного управління щодо збереження.

Пов’язаний вміст: Як зв’язатися зі своїм представником щодо зміни клімату