RUOKAKETJU: ELEMENTIT, RUOKAPYRAMIDI JA ESIMERKIT - BIOLOGIA - 2025

Ruokaa tai trofia ketju on graafinen esitys useita yhteyksiä, jotka ovat olemassa, mitä kulutuksen välistä vuorovaikutusta eri lajeja, jotka ovat osa yhteisöä.

Trofiset ketjut vaihtelevat suuresti tutkitun ekosysteemin mukaan ja koostuvat siellä olevista erilaisista troofisista tasoista. Kunkin verkon perustan muodostavat alkutuottajat. Ne kykenevät fotosynteesiin, sieppaamaan aurinkoenergiaa.

Lähde: Roddelgado, Wikimedia Commonsista

Ketjun peräkkäiset tasot koostuvat heterotrofisista organismeista. Kasvinsyöjät kuluttavat kasveja, ja lihansyöjät ne kuluttavat.

Monta kertaa verkoston suhteet eivät ole täysin lineaarisia, koska joissakin tapauksissa eläimillä on laaja ruokavalio. Esimerkiksi lihansyöjä voi ruokkia lihansyöjiä ja kasvissyöjiä.

Yksi ruokaketjujen merkittävimmistä ominaisuuksista on tehottomuus, jolla energia kulkee tasolta toiselle. Suuri osa tästä häviää lämmön muodossa, ja vain noin 10% kulkee. Tästä syystä ruokaketjuja ei voida laajentaa ja monitasoisia.

Mistä energia tulee?

Kaikki organismin suorittamat toiminnot vaativat energiaa - liikkumisesta veden, maan tai ilman kautta molekyylin kuljettamiseen solutasolla.

Kaikki tämä energia tulee auringosta. Maapallolle jatkuvasti säteilevä aurinkoenergia muuttuu kemiallisiksi reaktioiksi, jotka ruokkivat elämää.

Tällä tavalla ympäristöstä saadaan kaikkein emäksisimmät molekyylit, jotka mahdollistavat elämän, ravinteiden muodossa. Toisin kuin kemialliset ravintoaineet, jotka ovat säilyneet.

Siksi on olemassa kaksi peruslakia, jotka säätelevät energian virtausta ekosysteemeissä. Ensimmäinen osoittaa, että energia kulkee yhteisöstä toiseen kahdessa ekosysteemissä jatkuvan virtauksen kautta, joka kulkee vain yhteen suuntaan. Auringonlähteen energia on tarpeen korvata.

Toisessa laissa ravinteet käyvät jatkuvasti jaksojen läpi ja niitä käytetään toistuvasti samassa ekosysteemissä ja myös niiden välillä.

Molemmat lait säätelevät energian kulkua ja muodostavat monimutkaisen vuorovaikutusverkoston, joka esiintyy populaatioiden, yhteisöjen ja näiden biologisten kokonaisuuksien ja niiden abioottisen ympäristön välillä.

Elementit, jotka muodostavat sen

Lähde: Wikimedia Commons. Kirjoittaja: Evamaria1511

Hyvin yleisesti orgaaniset olennot luokitellaan tavan mukaan, jolla ne saavat energiaa kehittää, ylläpitää ja lisääntyä, autotrofeiksi ja heterotrofeiksi.

autotrofisia

Ensimmäinen ryhmä, autotrofit, sisältää yksilöt, jotka kykenevät ottamaan aurinkoenergian ja muuttamaan sen kemialliseksi energiaksi, joka on varastoitu orgaanisiin molekyyleihin.

Toisin sanoen autotrofien ei tarvitse kuluttaa ruokaa selviytyäkseen, koska ne kykenevät tuottamaan sitä. Niitä kutsutaan myös usein "tuottajiksi".

Tunnetuin autotrofisten organismien ryhmä on kasvit. Kuitenkin on olemassa myös muita ryhmiä, kuten levät ja jotkut bakteerit. Niillä on kaikki tarvittavat metaboliset koneet fotosynteesiprosessien suorittamiseksi.

Auringon, energian lähteenä, joka maapallon valtaa, toimii yhdistämällä vetyatomeja muodostamaan heliumiatomeja, vapauttaen prosessissa valtavia määriä energiaa.

Vain pieni osa tästä energiasta saavuttaa maan, lämmön, valon ja ultraviolettisäteilyn sähkömagneettisina aalloina.

Määrällisesti ilmakehään, pilviin ja maan pintaan heijastuu suuri osa maapallon saavuttamasta energiasta.

Tämän absorptiotapahtuman jälkeen noin 1% aurinkoenergiasta on käytettävissä. Tästä määrästä, joka onnistuu saavuttamaan maan, kasvit ja muut organismit onnistuvat vangitsemaan 3%.

heterotrofeja

Toinen ryhmä koostuu heterotrofisista organismeista. He eivät pysty fotosynteesiin, ja heidän on etsittävä aktiivisesti ruokaa. Siksi heitä kutsutaan elintarvikeketjujen yhteydessä kuluttajiksi. Näemme myöhemmin, kuinka ne luokitellaan.

Energia, jonka yksittäiset tuottajat onnistuivat varastoimaan, on muiden yhteisön muodostavien organismien käytettävissä.

hajottajat

On organismeja, jotka vastaavasti muodostavat troofisten ketjujen "kierteet". Nämä ovat hajottajia tai roskien syöjiä.

Hajottajat koostuvat heterogeenisestä ryhmästä pieniä eläimiä ja protisteja, jotka asuvat ympäristöissä, joissa kerääntyy usein jätteitä, kuten lehdet, jotka putoavat maahan ja ruumiit.

Merkittävimmistä organismeista löydämme: lieroja, punkit, myriapodit, protistit, hyönteiset, rikkakalat, joita kutsutaan ruokasimpiksi, nematodit ja jopa korppikotkat. Lukuun ottamatta tätä lentävää selkärankaista, muut organismit ovat melko yleisiä jätteissä.

Sen rooli ekosysteemissä koostuu kuolleeseen orgaaniseen aineeseen varastoituneen energian uuttamisesta, jolloin se erittyy edistyneemmässä hajoamistilassa. Nämä tuotteet toimivat ruoana muille hajoaville organismeille. Kuten sienet, pääasiassa.

Näiden aineiden hajottava vaikutus on välttämätöntä kaikissa ekosysteemeissä. Jos eliminoisimme kaikki hajottajat, meillä olisi äkillinen ruumiiden ja muiden aineiden kertyminen.

Sen lisäksi, että näihin kappaleisiin varastoidut ravinteet häviäisivät, maaperää ei voitu ravittaa. Maaperän laadun vahingoittuminen aiheuttaisi siis kasvien elämän dramaattisen heikkenemisen ja päättäisi alkutuotannon tason.

Trofiset tasot

Ruokaketjuissa energia siirtyy tasolta toiselle. Jokainen mainituista luokista muodostaa troofisen tason. Ensimmäinen koostuu tuottajien suuresta monimuotoisuudesta (kaikenlaisia ​​kasveja, muun muassa sinileviä).

Toisaalta kuluttajat miehittävät useita troofisia tasoja. Ne, jotka ruokkivat yksinomaan kasveja, muodostavat toisen troofisen tason, ja niitä kutsutaan ensisijaisiksi kuluttajiksi. Esimerkkejä tästä ovat kaikki kasvissyöjät eläimet.

Toissijaiset kuluttajat koostuvat lihansyöjistä - lihaa syövistä eläimistä. Nämä ovat petoeläimiä, ja heidän saaliinsa ovat pääasiassa pääasiallisia kuluttajia.

Viimeiseksi on toinen taso, jonka muodostavat korkea-asteen kuluttajat. Siihen sisältyy lihansyöjäeläinryhmiä, joiden saalista ovat muut lihansyöjäeläimet, jotka kuuluvat toissijaisille kuluttajille.

Verkkokaavio

Ruokaketjut ovat graafisia elementtejä, joilla pyritään kuvaamaan lajien suhteita biologisessa yhteisössä niiden ruokavalion suhteen. Didaktisesti tämä verkko paljastaa "kuka ruokii mitä tai kuka".

Jokaisella ekosysteemillä on ainutlaatuinen ruokaverkko, joka eroaa huomattavasti siitä, mitä voisimme löytää muun tyyppisestä ekosysteemistä. Ruokaketjut ovat yleensä vesiekosysteemeissä monimutkaisempia kuin maanpäällisissä.

Ruokaverkot eivät ole lineaarisia

Meidän ei pitäisi odottaa löytävän lineaarista vuorovaikutusverkostoa, koska luonnossa on äärimmäisen vaikeaa määritellä tarkasti rajat primaari-, toissijais- ja korkea-asteen kuluttajien välillä.

Tämän vuorovaikutuskuvion tuloksena on verkko, jolla on useita yhteyksiä järjestelmän jäsenten välillä.

Esimerkiksi jotkut karhut, jyrsijät ja jopa me ihmiset, ovat "kaikkiruokaajia", mikä tarkoittaa, että ruokinta-alue on laaja. Itse asiassa latinalainen termi tarkoittaa "joka syö kaiken".

Siksi tämä eläinryhmä voi käyttäytyä joissakin tapauksissa ensisijaisena kuluttajana ja myöhemmin toissijaisena kuluttajana tai päinvastoin.

Siirtymällä seuraavalle tasolle lihansyöjät syövät yleensä kasvissyöjiä tai muita lihansyöjiä. Siksi heidät luokiteltaisiin toissijaisiksi ja kolmansiksi kuluttajiksi.

Esimerkiksi aikaisemmasta suhteesta voimme käyttää pöllöjä. Nämä eläimet ovat toissijaisia ​​kuluttajia ruokkiessaan pieniä ruohonjuuritason jyrsijöitä. Mutta kun he kuluttavat hyönteismyrkyllisiä nisäkkäitä, sitä pidetään kolmannen asteen kuluttajana.

On ääritapauksia, jotka yleensä monimutkaistavat verkostoa vielä enemmän, esimerkiksi lihansyövät kasvit. Vaikka he ovat tuottajia, ne luokitellaan myös kuluttajiksi saalista riippuen. Jos se olisi hämähäkki, siitä tulisi toissijainen tuottaja ja kuluttaja.

Energian siirto

LadyofHats, Wikimedia Commonsista

Energian siirto tuottajille

Energian kulkeminen troofisesta tasosta toiselle on erittäin tehoton tapahtuma. Tämä kulkee käsi kädessä termodynamiikan lain kanssa, jonka mukaan energian käyttö ei ole koskaan täysin tehokasta.

Kuvaillakseni energiansiirtoa, otamme esimerkki arkipäivän tapahtumasta: bensiinin polttaminen autollamme. Tässä prosessissa 75% vapautuneesta energiasta menetetään lämmön muodossa.

Voimme ekstrapoloida saman mallin eläville olennoille. Kun ATP-sidokset hajoavat lihasten supistumista varten, lämpöä syntyy osana prosessia. Tämä on solun yleinen malli, kaikki biokemialliset reaktiot tuottavat pieniä määriä lämpöä.

Energian siirto muiden tasojen välillä

Samoin energian siirto troofisesta tasosta toiseen tapahtuu huomattavasti alhaisella hyötysuhteella. Kun kasvissyöjä kuluttaa kasvia, vain osa autotrofin vangitsemasta energiasta voi siirtyä eläimelle.

Prosessissa kasvi käytti osan energiasta kasvaakseen ja merkittävä osa hävisi lämmönä. Lisäksi osa aurinkoenergiasta käytettiin sellaisten molekyylien, kuten selluloosan, rakentamiseen, jotka eivät ole sulavia tai kasvissyöjän käyttökelpoisia.

Saman esimerkin seurauksena energia, jonka ruohokasvisto hankki kasvin kulutuksen avulla, jaetaan useisiin tapahtumiin organismin sisällä.

Osa tästä käytetään eläimen osien, esimerkiksi nivelrungon, rakentamiseen niveljalkaisten tapauksessa. Samoin kuin edellisillä tasoilla, suuri osa menetetään termisesti.

Kolmas troofinen taso käsittää yksilöt, jotka kuluttavat yllä oletetun niveljalkaisemme. Sama energialogiikka, jota olemme käyttäneet kahteen ylempään tasoon, pätee myös tähän tasoon: suuri osa energiasta häviää lämmönä. Tämä ominaisuus rajoittaa ketjun pituutta.

Troofinen pyramidi

Troofinen pyramidi on erityinen tapa graafisesti esittää suhteita, joista olemme keskustelleet aiemmissa osioissa, ei enää yhteyksien verkkona, vaan ryhmittelemällä eri tasot pyramidin vaiheisiin.

Sillä on erityispiirteenä, että jokaisen troofisen tason suhteellinen koko sisällytetään jokaiseen pyramidin suorakaiteen muotoon.

Tukikohdassa alkutuottajat ovat edustettuina, ja kun siirrymme kuvaajaa ylöspäin, muut tasot näkyvät nousevassa järjestyksessä: ensisijaiset, toissijaiset ja kolmannet kuluttajat.

Suoritettujen laskelmien mukaan jokainen askel on noin kymmenen kertaa suurempi, jos vertaamme sitä ylempään. Nämä laskelmat on johdettu tunnetusta 10%: n säännöstä, koska siirtyminen yhdeltä tasolta toiselle tarkoittaa energian muutosta, joka on lähellä tätä arvoa.

Esimerkiksi, jos biomassana varastoidun energian taso on 20 000 kilokaloria neliömetriä kohti vuodessa, ylemmällä tasolla se on 2 000, seuraavan 200: ssa ja niin edelleen, kunnes ne ovat saavuttaneet kvaternääriset kuluttajat.

Energia, jota ei käytetä organismien aineenvaihduntaprosesseissa, edustaa maaperään varastoitunutta orgaanista ainetta tai biomassaa.

Troofisten pyramidien tyypit

Pyramidia on erityyppisiä sen mukaan, mitä siinä on edustettuna. Se voidaan tehdä muun muassa biomassan, energian (kuten mainitussa esimerkissä), tuotannon, organismien määrän suhteen.

esimerkki

Tyypillinen makean veden vesiruokaketju alkaa siitä, että siellä asuu suuri määrä vihreitä leviä. Tämä taso edustaa päätuottajaa.

Ensisijainen asiakas hypoteettisessa esimerkissämme on nilviäiset. Toissijaisiin kuluttajiin kuuluu nisäkkäistä ruokivia kaloja. Esimerkiksi limaiset veistolajit (Cottus cognatus).

Viimeinen taso muodostuu korkea-arvoisista kuluttajista. Tässä tapauksessa limaista veistoa kuluttaa lohilaji: kuningaslohi tai Oncorhynchus tshawytscha.

Jos näemme sen verkoston näkökulmasta, tuottajien alkutasolla meidän on otettava vihreiden levien lisäksi huomioon kaikki piimat, sinivihreät ja muut.

Siten monia muita elementtejä (äyriäisiä, kääpiölajeja ja useita kalalajeja) sisällytetään toisiinsa kytketyn verkon muodostamiseksi.

Viitteet

1. Audesirk, T., ja Audesirk, G. (2003). Biologia 3: evoluutio ja ekologia. Pearson.
2. Campos-Bedolla, P. (2002). Biologia. Toimituksellinen Limusa.
3. Lorencio, CG (2000). Yhteisön ekologia: makean veden kalojen paradigma. Sevillan yliopisto.
4. Lorencio, CG (2007). Ekologian edistysaskel: kohti parempaa luonnon tuntemusta. Sevillan yliopisto.
5. Molina, PG (2018). Ekologia ja maiseman tulkinta. Koulutusohjaaja.
6. Odum, EP (1959). Ekologian perusteet. WB Saunders -yhtiö.