The trofické úrovně Jedná se o soubor organismů - nebo druhů organismů -, které mají stejnou pozici v toku živin a energie v ekosystému. Obecně existují tři hlavní trofické úrovně: primární producenti, druhotní producenti a rozkladači..
Primárními producenty jsou chemosyntetické rostliny, řasy a prokaryoty. U spotřebitelů existují různé úrovně, býložravci a masožravci. A konečně, rozkladače jsou velkou skupinou hub a prokaryot..
Ve většině ekosystémů se tyto různé trofické úrovně prolínají ve složitých a vzájemně závislých potravních sítích. To znamená, že každý dravec má více než jednu kořist a každou kořist může využívat více než jeden dravec. Děj může být tvořen až 100 různými druhy.
Tyto řetězce se vyznačují tím, že jsou krátké, protože přenos energie z jedné úrovně do druhé je docela neefektivní - pouze 10% energie jde z jedné úrovně do druhé, přibližně.
Studium trofických úrovní a jejich sestavování do složitých potravinových sítí je ústředním tématem ekologie populací, komunit a ekosystémů. Interakce mezi úrovněmi a mezi řetězci ovlivňuje dynamiku a vytrvalost populací a dostupnost zdrojů.
Rejstřík článků
Abychom pochopili, co je trofická úroveň, je nutné pochopit dva základní pojmy v biologii: autotrofy a heterotrofy..
Autotrofy jsou organismy schopné generovat vlastní „potravu“ pomocí sluneční energie a enzymatického a strukturního aparátu nezbytného k provádění fotosyntézy nebo chemosyntézy..
Heterotrofům na druhé straně tyto mechanismy chybí a musí aktivně hledat potravu - jako my lidé.
Houby jsou často zaměňovány s autotrofními organismy (kvůli jejich neschopnosti pohybu a způsobu života povrchně podobnému rostlinám). Tyto organismy jsou však heterotrofní a degradují živiny, které je obklopují. Později uvidíme roli, kterou houby hrají v řetězcích.
K přechodu energie dochází postupně prostřednictvím energie. Tímto způsobem je jeden organismus spotřebován druhým, druhý třetinou, a tak systém pokračuje. Každý z těchto „odkazů“ je tím, čemu říkáme trofická úroveň.
Tímto způsobem ekologové distribuují organismy na základě jejich hlavního zdroje výživy a výroby energie..
Formálně trofická úroveň zahrnuje všechny organismy, které jsou v podobné pozici, pokud jde o tok energie v ekosystému. Existují tři kategorie: producenti, spotřebitelé a rozkladatelé. Níže podrobně analyzujeme každou ze zmíněných úrovní.
První trofickou úroveň v řetězci vždy tvoří primární producent. Identita těchto organismů se liší v závislosti na ekosystému. Toto patro podporuje ostatní trofické úrovně.
Například v suchozemských prostředích jsou primárními producenty různé druhy rostlin. Ve vodních ekosystémech jsou to řasy. Metabolicky mohou být producenti fotosyntetičtí (většinou) nebo chemosyntetičtí.
Pomocí energie ze slunečního světla fotosyntetizující organismy syntetizují organické sloučeniny, které později začlení do procesu buněčného dýchání a jako stavební kameny pro pokračování svého růstu..
Jak bychom očekávali, tyto organismy převyšují jejich konzumenty. Ve skutečnosti je téměř veškerá (99%) organické hmoty v živém světě tvořena rostlinami a řasami, zatímco heterotrofy zaujímají pouze zbývající 1%..
Na druhé straně se chemosyntetičtí primární producenti nacházejí většinou ve zdrojích hydrotermální vody umístěných hluboko v oceánu - kde jsou tyto prokaryotické organismy velmi hojné..
Určitě jste si všimli, že většina přírodních ekosystémů je zelená. Ve skutečnosti je v rostlinné biomase suchozemských ekosystémů uloženo celkem 83,10.10 tun uhlíku - mimořádně vysoké číslo.
Tato skutečnost se zdá být zvědavá, protože existuje velmi vysoký počet primárních spotřebitelů, kteří konzumují rostlinnou hmotu..
Podle této hypotézy býložravci konzumují málo rostlinné hmoty, protože jsou ovládáni řadou faktorů, které omezují jejich populace, jako je přítomnost predátorů, parazitů a dalších druhů nemocí. Rostliny navíc obsahují toxické chemické látky, které brání spotřebě.
Dosud provedené výpočty odhadují, že býložravci každoročně konzumují přibližně 17% celkové čisté produkce producentů - zbytek spotřebují detritivores.
Nyní, když vezmeme v úvahu tato čísla, můžeme dojít k závěru, že býložravci nejsou pro rostliny opravdu znatelnou nepříjemností. Existují však velmi specifické výjimky, kdy jsou býložravci schopni eliminovat celé populace ve velmi krátkém čase (někteří škůdci).
Trofické úrovně, které jsou nad primárními producenty, jsou tvořeny heterotrofními organismy a závisí přímo nebo nepřímo na autotrofních producentech. Ve skupině spotřebitelů také najdeme několik úrovní.
Energie vstupuje prostřednictvím primárních spotřebitelů. Jsou tvořeny zvířaty, která konzumují rostliny nebo řasy. V každém ekosystému najdeme specifickou skupinu zvířat, která tvoří úroveň primárních spotřebitelů.
Jednou z nejpozoruhodnějších vlastností býložravců je, že většina materiálu se vylučuje nestrávená. Energie, která je trávena, pokračuje v řízení každodenních činností býložravce a další část bude přeměněna na živočišnou biomasu.
První se často nazývá „ztráta“ dýcháním. Dýchání je však životně důležitá činnost, kterou musí zvíře vykonávat.
Další úroveň tvoří druhotní konzumenti nebo masožravci: zvířata, která se živí jinými zvířaty. Pouze malá část těla býložravce je začleněna do těla masožravce.
Někteří sekundární spotřebitelé mohou mít smíšenou stravu, včetně rostlin a zvířat ve své stravě. Proto jejich klasifikace obvykle není příliš jasná a jsou přítomny ve více než jedné trofické úrovni..
Některé trofické řetězce se vyznačují terciárními a kvartérními spotřebiteli, což naznačuje, že konzumují zvířata na sekundární a terciární úrovni..
Jeden konkrétní typ spotřebitele se skládá z jednotlivců známých jako mrchožrouti. Tento typ krmení se vyznačuje konzumací mrtvé kořisti a ne živé kořisti.
Zachycovací strava zahrnuje trosky: rozkládající se části rostlin, jako jsou listy, kořeny, větve a kmeny nebo také mrtvá zvířata, exoskeletony a kostry.
Stejně jako detritivores z předchozí skupiny, organismy třetí trofické úrovně působí na rozkládající se materiál. Nejedná se však o překrývající se biologické entity, protože funkce každé z nich se výrazně liší..
Hlavní funkcí rozkladačů je transformace organické hmoty na anorganickou hmotu, čímž se uzavírá cyklus hmoty v ekosystémech. Tímto způsobem má zelenina hmotu k dispozici. Za provádění této důležité závěrečné práce jsou odpovědní bakterie a houby..
Houby jsou organismy, které vylučují enzymy, jejichž substráty jsou organické látky, které je obklopují. Po enzymatickém trávení mohou houby absorbovat produkty ke krmení.
Většina rozkladačů jsou mikroskopické látky, které nevidíme pouhým okem. Jeho význam však přesahuje jeho velikost, protože pokud odstraníme všechny rozkladače na planetě, život na Zemi by přestal kvůli nedostatku přísad pro tvorbu nových organických látek..
Náš první příklad je zaměřen na louku. Pro praktické účely použijeme jednoduché řetězce, abychom demonstrovali, jak jsou trofické úrovně propojeny a jak se liší v závislosti na ekosystému. Čtenář však musí vzít v úvahu, že skutečný řetězec je složitější a má více účastníků..
Tráva a další rostliny by tvořily úroveň prvovýrobce. Různé druhy hmyzu, které obývají naši hypotetickou louku (například kriket), budou primárními konzumenty trávy..
Kriket bude konzumován sekundárním spotřebitelem, v našem příkladu to bude malý hlodavec. Myš bude zase spotřebována terciárním spotřebitelem: hadem.
V případě, že na louce žije masožravý pták, jako jsou orli nebo sovy, konzumují myš a působí jako kvartérní konzumenti..
Udělejme nyní stejné hypotetické uvažování, ale ve vodním ekosystému. V oceánu je primárním producentem fytoplankton, což jsou rostlinné organismy, které žijí rozptýleny ve vodě. Ten bude konzumovat primární spotřebitel, zooplankton.
Sekundární spotřebitelé budou různé druhy ryb, které obývají ekosystém.
Terciárními spotřebiteli, kteří jedí ryby, mohou být tuleni nebo nějaký jiný masožravec.
Náš řetězec v oceánu končí u známého kvartérního spotřebitele: bílého žraloka, který se bude živit pečetí předchozí úrovně.
Bylo zpravidla stanoveno, že přenos čisté energie mezi každou z trofických úrovní dosahuje maximální účinnosti pouze 10% a je obecně známý jako „pravidlo 10%“. V rámci každé komunity se však tento přístup může značně lišit..
To znamená, že například z celkové energie uložené býložravci představuje pouze 10% z celkové energie, kterou spotřeboval primární producent. Stejně tak u sekundárních spotřebitelů najdeme 10% energie uložené primárními spotřebiteli.
Pokud to chceme vidět kvantitativně, zvažte následující příklad: Předpokládejme, že máme 100 kalorií sluneční energie zachycených fotosyntetickými organismy. Z nich pouze 10 kalorií přejde na býložravce a pouze 1 na masožravce.
Když přemýšlíme o potravinových řetězcích, mohli bychom předpokládat, že úrovně, které je tvoří, jsou uspořádány v lineárních sadách, které jsou od sebe dokonale odděleny. V přírodě však zjistíme, že jedna úroveň interaguje s několika úrovněmi, takže řetězec vypadá podobně jako síť..
Při pohledu na potravinové řetězce uvidíme, že jsou tvořeny pouze několika úrovněmi - většinou pěti odkazy nebo méně. Některé speciální řetězce, stejně jako v antarktické síti, mají více než sedm odkazů.
Vědci proto zpochybňovali existenci několika trofických úrovní. Hypotézy relevantní pro předmět jsou následující:
Existují dvě hypotézy, které vysvětlují toto omezení délky. Prvním z nich je takzvaná „energetická hypotéza“, kde hlavním omezením řetězce je neefektivita přenosu energie z jedné úrovně na druhou. V tomto bodě stojí za zapamatování 10% hypotézy zmíněné v předchozí části.
V návaznosti na předpoklad předchozí hypotézy bychom měli zjistit, že v ekosystémech s vysokou primární produktivitou fotosyntetickými organismy v oblasti jsou řetězce delší, protože energie, s níž začíná, je větší.
Druhá hypotéza souvisí s dynamickou stabilitou a navrhuje, aby řetězce byly krátké, protože představují větší stabilitu než delší řetězce. Pokud dojde k náhlému kolísání populace v nižších úrovních, můžeme najít lokální vyhynutí nebo pokles horních trofických úrovní..
V prostředích, která jsou náchylnější k variabilitě prostředí, by dravci vyšších úrovní měli mít plasticitu k hledání nové kořisti. Čím delší je řetězec, tím komplikovanější bude obnovení systému..
S přihlédnutím k údajům shromážděným vědci se nejpravděpodobnější hypotézou jeví být energetická hypotéza. Manipulačními experimenty se dospělo k závěru, že primární produktivita úměrně ovlivňuje délku potravinového řetězce.
Zatím žádné komentáře