TROFISET TASOT JA NIITÄ MUODOSTAVAT ORGANISMIT (ESIMERKIT) - BIOLOGIA - 2026

Trofiatasoilla ovat joukko organismien - tai eliölajien - niillä on sama asema virtaus ravinteiden ja energian ekosysteemin. Yleensä troofisia päätasoja on kolme: alkutuottajat, toissijaiset tuottajat ja hajottajat.

Päätuottajat ovat kemosynteettisiä kasveja, leviä ja prokaryootteja. Kuluttajien sisällä on erilaisia ​​tasoja, kasvissyöjiä ja lihansyöjiä. Viimeiseksi hajottajat ovat suuri joukko sieniä ja prokaryootteja.

Felines ovat kuluttajia. Lähde: pixabay.com

Useimmissa ekosysteemeissä nämä erilaiset troofiset tasot kietoutuvat monimutkaisissa ja toisistaan ​​riippuvissa ruokarainoissa. Toisin sanoen jokaisella saalistajalla on useampi kuin yksi saalista ja kutakin saalista voi käyttää hyväkseen useampi kuin yksi peto. Tontti voi koostua jopa 100 eri lajista.

Näille ketjuille on ominaista lyhyt, koska energian siirto tasolta toiselle on melko tehotonta - vain 10% energiasta kulkee tasolta toiselle, suunnilleen.

Trofisten tasojen ja niiden kokoonpanon monimutkaisissa ruokaverkoissa tutkiminen on keskeinen teema populaatioiden, yhteisöjen ja ekosysteemien ekologiassa. Tasojen ja ketjujen välinen vuorovaikutus vaikuttaa väestön dynamiikkaan ja pysyvyyteen sekä resurssien saatavuuteen.

Autotrofi ja heterotrofi

Trofisen tason ymmärtämiseksi on tarpeen ymmärtää kaksi biologian peruskäsitettä: autotrofit ja heterotrofit.

Autotrofit ovat organismeja, jotka kykenevät tuottamaan omaa "ruokaa" käyttämällä aurinkoenergiaa ja entsymaattisia ja rakenteellisia koneita, joita tarvitaan fotosynteesin suorittamiseen tai kemosynteesin kautta.

Sillä välin heterotrofeista puuttuu nämä mekanismit ja heidän on aktiivisesti etsittävä ruokaa - aivan kuten me ihmisetkin.

Sienet sekoitetaan usein autotrofisiin organismeihin (johtuen niiden kyvyttömyydestä liikkua ja elämäntavastaan ​​pinnallisesti samanlainen kuin kasveihin). Nämä organismit ovat kuitenkin heterotrofisia ja hajottavat niitä ympäröivät ravintoaineet. Myöhemmin näemme sienten roolin ketjuissa.

Trofiset tasot ja niiden ominaisuudet

Roddelgado

Energian siirtyminen tapahtuu peräkkäin voiman kautta. Tällä tavalla toinen organismi kuluttaa toisen, jälkimmäinen kolmasosan ja siten järjestelmä jatkuu. Jokaista näistä "linkkeistä" kutsumme troofiseksi tasoksi.

Tällä tavalla ekologit jakavat organismit pääravinteensa ja energiansa lähteen perusteella.

Troofinen taso käsittää muodollisesti kaikki organismit, jotka ovat samanlaisessa asemassa ekosysteemin energian virtauksen suhteen. Tuoteryhmiä on kolme: tuottajat, kuluttajat ja hajottajat. Seuraavassa analysoimme yksityiskohtaisesti kutakin mainituista tasoista.

-Ensimmäinen troofinen taso: tuottajat

Ketjun ensimmäinen troofinen taso koostuu aina alkutuottajasta. Näiden organismien identiteetti vaihtelee ekosysteemin mukaan. Tämä kerros tukee loput troofiset tasot.

Esimerkiksi maaympäristöissä päätuottajat ovat erilaisia ​​kasvilajeja. Vesiekosysteemeissä ne ovat leviä. Metabolisesti tuottajat voivat olla fotosynteettisiä (suurin osa) tai kemosynteettisiä.

Auringonvalosta saatua energiaa käyttämällä fotosynteettiset organismit syntetisoivat orgaanisia yhdisteitä, joita ne myöhemmin sisällyttävät solujen hengitysprosessiin ja rakennuspalikoiksi kasvun jatkamiseksi.

Kuten voimme odottaa, nämä organismit ylittävät kuluttajansa. Itse asiassa melkein kaikki (99%) elävän maailman orgaanisesta aineesta koostuu kasveista ja levistä, kun taas heterotrofeilla on vain jäljellä oleva 1%.

Toisaalta kemosynteettisiä alkutuottajia esiintyy enimmäkseen hydrotermisissä vesilähteissä, jotka sijaitsevat syvällä meressä - missä näitä prokaryoottisia organismeja on erittäin runsaasti.

Vihreän maailman hypoteesi

Olet varmasti huomannut, että useimmat luonnolliset ekosysteemit ovat vihreitä. Itse asiassa maan ekosysteemien kasvien biomassassa on yhteensä 83,10 ¹⁰ tonnia hiiltä - erityisen suuri määrä.

Tämä tosiasia näyttää olevan utelias, koska kasvien aineita syövien pääasiallisten kuluttajien määrä on erittäin suuri.

Tämän hypoteesin mukaan kasvinsyöjät kuluttavat vähän kasviainetta, koska niitä hallitsevat monet populaatiota rajoittavat tekijät, kuten saalistajat, loiset ja muunlaiset sairaudet. Lisäksi kasveissa on myrkyllisiä kemiallisia aineita, jotka estävät kulutuksen.

Tähän mennessä suoritettujen laskelmien mukaan kasvissyöjät kuluttavat noin 17% tuottajien kokonaisnettotuotannosta vuosittain - loput kuluttavat detritivorit.

Nyt kun nämä numerot pidetään mielessä, voimme päätellä, että kasvissyöjät eivät oikeastaan ​​ole huomattava haitta kasveille. On kuitenkin olemassa erityisiä poikkeuksia, joissa kasvissyöjät kykenevät eliminoimaan kokonaiset populaatiot hyvin lyhyessä ajassa (jotkut tuholaiset).

-Toinen troofinen taso: kuluttajat

Alkutuottajien yläpuolella olevat troofiset tasot muodostuvat heterotrofisista organismeista, ja ne ovat suoraan tai epäsuorasti riippuvaisia ​​autotrofisista tuottajista. Kuluttajaryhmästä löytyy myös useita tasoja.

Ensisijaiset kuluttajat: kasvissyöjät

Energia tulee ensisijaisten kuluttajien kautta. Ne koostuvat eläimistä, jotka kuluttavat kasveja tai leviä. Jokaisesta ekosysteemistä löydämme tietyn ryhmän eläimiä, jotka muodostavat ensisijaisten kuluttajien tason.

Yksi herbivoreiden silmiinpistävimmistä ominaisuuksista on, että suurin osa materiaalista erittyy sulamatta. Hajotettu energia kuluttaa kasvissyöjän päivittäistä toimintaa ja toinen osa muuttuu eläinbiomassiksi.

Ensimmäistä kutsutaan usein "menetykseksi" hengittämällä. Hengitys on kuitenkin elintärkeä toiminta, jonka eläimen on suoritettava.

Toissijaiset kuluttajat: lihansyöjät

Seuraava taso muodostuu toissijaisista kuluttajista tai lihansyöjistä: muista eläimistä ruokittavat eläimet. Vain pieni osa kasvissyöjän ruumista sisältyy lihansyöjän vartaloon.

Joillakin toissijaisilla kuluttajilla voi olla sekoitettu ruokavalio, mukaan lukien ruokavalioon sekä kasvit että eläimet. Siksi niiden luokittelu ei yleensä ole kovin selvä ja niitä on läsnä useammalla kuin yhdellä troofisella tasolla.

Tertiääriset ja kvaternääriset kuluttajat

Joillekin troofisille ketjuille on ominaista kolmannen ja neljännen kuluttajien kulutus, mikä osoittaa, että he kuluttavat vastaavasti toisen ja kolmannen tason eläimiä.

Elintarvikkeita syövät tai puhdistajat

Erityinen kuluttajatyyppi muodostuu ihmisistä, joita kutsutaan sivettäjiksi. Tämän tyyppiselle ruokinnalle on ominaista kuolleiden saalien, ei elävien saalien kulutus.

Savunpitäjän ruokavalioon sisältyy detritus: hajoavat vihannesosat, kuten lehdet, juuret, oksat ja rungot tai myös kuolleet eläimet, eksoskeletit ja luurankot.

- Kolmas troofinen taso: hajottajat

Kolmannen troofisen tason organismit vaikuttavat hajoavaan materiaaliin, kuten edellisen ryhmän ruokahaluttomat. Ne eivät kuitenkaan ole biologisia kokonaisuuksia, jotka menevät päällekkäin, koska kunkin toiminta vaihtelee perusteellisesti.

Hajottajien päätehtävä on orgaanisen aineen muuttuminen epäorgaaniseksi aineeksi, sulkeen siten aineen kierron ekosysteemien sisällä. Tällä tavalla vihanneksilla on merkitystä hävittämisessä. Tämän tärkeän lopputyön suorittamisesta vastaavat bakteerit ja sienet.

Sienet ovat organismeja, jotka erittävät entsyymejä, joiden substraatit ovat niitä ympäröiviä orgaanisia aineita. Entsymaattisten pilkkoutumisten jälkeen sienet voivat imeytyä elintarvikkeisiin.

Useimmat hajottajat ovat mikroskooppisia aineita, joita emme näe paljaalla silmällä. Sen merkitys ylittää kuitenkin koonsa, koska jos eliminoisimme kaikki planeetan hajottajat, elämä maan päällä lakkaa ainesosien puutteen vuoksi uusien orgaanisten aineiden muodostukseen.

esimerkit

Niitty

Ensimmäinen esimerkki on keskittynyt niitylle. Käytännöllisissä tarkoituksissa käytämme yksinkertaisia ​​ketjuja osoittaaksemme kuinka troofiset tasot liittyvät toisiinsa ja miten ne vaihtelevat ekosysteemin mukaan. Lukijan on kuitenkin otettava huomioon, että todellinen ketju on monimutkaisempi ja siinä on enemmän osallistujia.

Ruoho ja muut kasvit muodostavat päätuottajatason. Hypoteettisella niityllä asuvat erilaiset hyönteiset (esimerkiksi kriketti) ovat ruohon ensisijaiset kuluttajat.

Krikettiä kuluttaa toissijainen kuluttaja, esimerkissämme se on pieni jyrsijä. Kolmas kuluttaja puolestaan ​​kuluttaa hiirtä: käärme.

Jos niityllä asuu lihansyöjä, kuten kotkat tai pöllöt, ne käyttävät hiirtä ja toimivat kvaternäärisinä kuluttajina.

valtameri

Tehdään nyt sama hypoteettinen päättely, mutta vesiekosysteemissä. Valtameressä ensisijainen tuottaja on kasviplanktoni, jotka ovat vedessä leviäviä kasvi-organismeja. Jälkimmäinen kulutetaan pääasiallisella kuluttajalla, zooplanktonilla.

Ekosysteemissä asuvat eri kalalajit ovat toissijaisia ​​kuluttajia.

Kolmannen asteen kuluttajat, jotka syövät kalaa, voivat olla hylkeitä tai muita lihansyöjiä.

Ketjumme valtameressä päättyy tunnetulle kvaternääriselle kuluttajalle: suurelle valkoiselle haille, joka ruokkii edellisen tason hylkettä.

Energian siirto troofisten tasojen välillä

Pääsääntönä on todettu, että nettoenergian siirto kunkin troofisen tason välillä saavuttaa maksimitehokkuuden vain 10%, ja tunnetaan yleisesti nimellä "10% -sääntö". Jokaisessa yhteisössä tämä lähestymistapa voi kuitenkin vaihdella huomattavasti.

Tämä tarkoittaa, että esimerkiksi kasvissyöjien varastoidusta kokonaisenergiasta se edustaa vain 10 prosenttia kokonaisenergiasta, joka oli heidän kuluttamassaan alkutuottajassa. Samoin toissijaisissa kuluttajissa löydämme 10% peruskuluttajien varastoidusta energiasta.

Jos haluamme nähdä sen kvantitatiivisesti, ota huomioon seuraava esimerkki: Oletetaan, että meillä on 100 kaloria aurinkoenergiaa, jonka fotosynteettiset organismit ovat kaapaneet. Näistä vain 10 kaloria siirtyy kasvissyöjille ja vain yksi lihansyöjille.

Ruokaketjut eivät ole yksinkertaisia

Ruokaketjuja ajatellessamme voimme olettaa, että niiden muodostavat tasot on järjestetty lineaarisiksi kokonaisuuksiksi, jotka on erotettu toisistaan ​​täydellisesti. Luonnossa huomaamme kuitenkin, että yksi taso on vuorovaikutuksessa useiden tasojen kanssa, jolloin ketju näyttää verkolta.

Ruokaketjut ovat lyhyitä

Kun tarkastelet ruokaketjuja, ymmärrämme, että ne koostuvat vain harvoista tasoista - suurin osa viidestä linkistä tai vähemmän. Joillakin erikoisketjuilla, kuten Etelämantereen verkostossa, on yli seitsemän linkkiä.

Siksi tutkijat ovat kyseenalaistaneet muutaman troofisen tason olemassaolon. Aiheeseen liittyvät hypoteesit ovat seuraavat:

Energiahypoteesi

Tätä pituusrajoitusta voidaan selittää kahdella hypoteesillä. Ensimmäinen on niin kutsuttu ”energiahypoteesi”, jossa ketjun päärajoitus on energiansiirron tehottomuus tasolta toiselle. Tässä vaiheessa on syytä muistaa edellisessä osassa mainittu 10%: n hypoteesi.

Edellisen hypoteesin oletuksen perusteella meidän pitäisi havaita, että ekosysteemeissä, joilla alueen fotosynteettisten organismien primaarituottavuus on korkea, ketjut ovat pidempiä, koska sen alkama energia on suurempi.

Dynaaminen vakaushypoteesi

Toinen hypoteesi liittyy dynaamiseen vakauteen ja ehdottaa, että ketjut ovat lyhyitä, koska ne tarjoavat suuremman vakauden kuin pitkät ketjut. Jos alemmilla tasoilla tapahtuu äkillinen populaation heilahtelu, voimme löytää ylempien troofisten tasojen paikallisen sukupuuttoon tai vähentymisen.

Ympäristön vaihteluille alttiimmissa ympäristöissä korkeamman tason saalistajilla tulisi olla plastiikka löytääkseen uuden saaliin. Lisäksi mitä pidempi ketju, sitä vaikeampaa järjestelmä palautuu.

näyttö

Tutkijoiden keräämät tiedot huomioon ottaen todennäköisin hypoteesi näyttää olevan energiahypoteesi. Manipulointikokeiden avulla on päätelty, että primaarinen tuottavuus vaikuttaa suhteellisesti ruokaketjun pituuteen.

Viitteet

1. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kutsu biologiaan. Macmillan.
2. Levin, SA, Carpenter, SR, Godfray, HCJ, Kinzig, AP, Loreau, M., Losos, JB,… & Wilcove, DS (toim.). (2009). Princetonin opas ekologiaan. Princeton University Press.
3. Maynard-Smith, J. (1978). Ekologian mallit. CUP-arkisto.
4. Parga, ME ja Romero, RC (2013). Ekologia: nykyisten ympäristöongelmien vaikutus terveyteen ja ympäristöön. Ecoe Editions.
5. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, ja Jackson, RB (2014). Campbell-biologia. Pearson.
6. Rockwood, LL (2015). Johdatus väestökologiaan. John Wiley & Sons.