PREHRAMBENI LANAC: ELEMENTI, PIRAMIDA HRANE I PRIMJERI - BIOLOGIJA

Hrane ili trofičku lanac je grafički prikaz višestrukih veza koje postoje, u smislu interakcije potrošnje između različitih vrsta koje su dio zajednice.

Trofički lanci variraju u ovisnosti o ekosustavu koji se proučava i sastoje se od različitih trofičkih razina koje tamo postoje. Temelj svake mreže formiraju primarni proizvođači. Oni su sposobni za fotosintezu, hvatanje sunčeve energije.

Izvor: Roddelgado, iz Wikimedia Commons

Sukcesivne razine lanca čine heterotrofni organizmi. Biljke konzumiraju biljke, a ove konzumiraju mesožderke.

Odnosi u mreži često nisu potpuno linearni jer u nekim slučajevima životinje imaju veliku dijetu. Mesojed, na primjer, može se hraniti mesožderima i biljojedi.

Jedna od najistaknutijih karakteristika prehrambenih lanaca je neučinkovitost kojom energija prelazi s jedne razine na drugu. Veliki dio toga se gubi u obliku topline, a samo oko 10% prolazi. Iz tog razloga, lanci hrane ne mogu se produžavati i višerazinski.

Odakle dolazi energija?

Sve aktivnosti koje organizmi provode zahtijevaju energiju - od kretanja, bilo vodom, zemljom ili zrakom, do transporta molekula, na staničnoj razini.

Sva ova energija dolazi od sunca. Sunčeva energija koja neprestano zrači na planetu Zemlju, pretvara se u kemijske reakcije koje hrane život.

Na taj način se iz okoline dobivaju najosnovnije molekule koje omogućuju život u obliku hranjivih sastojaka. Za razliku od kemijskih hranjivih sastojaka, koji se čuvaju.

Dakle, postoje dva osnovna zakona koja reguliraju protok energije u ekosustavima. Prvi uspostavlja da energija prelazi iz jedne zajednice u drugu u dva ekosustava neprekidnim protokom koji ide samo u jednom smjeru. Potrebno je zamijeniti energiju izvora Sunca.

Drugi zakon kaže da hranjive tvari neprekidno prolaze kroz cikluse i više puta se koriste unutar istog ekosustava, a također i između njih.

Oba zakona moduliraju prolazak energije i oblikuju složenu mrežu interakcija koje postoje između populacija, između zajednica i između tih bioloških entiteta s njihovim abiotskim okruženjem.

Elementi koji to čine

Izvor: Commons Wikimedia. Autor: Evamaria1511

Na vrlo općenit način, organska bića su klasificirana prema načinu na koji dobivaju energiju za razvoj, održavanje i razmnožavanje, u autotrofe i heterotrofe.

Autotrophs

Prva skupina, autotrofi, uključuje pojedince koji su sposobni uzimati solarnu energiju i pretvarati je u kemijsku energiju pohranjenu u organskim molekulama.

Drugim riječima, autotrofi ne trebaju konzumirati hranu da bi preživjeli, jer su sposobni stvarati je. Često ih se naziva i "proizvođačima".

Najpoznatija skupina autotrofnih organizama su biljke. Međutim, postoje i druge skupine, poput algi i nekih bakterija. Imaju sve metaboličke strojeve potrebne za provođenje procesa fotosinteze.

Sunce, izvor energije koji pokreće zemlju, djeluje tako da spaja atome vodika da tvore atome helija, oslobađajući ogromne količine energije u tom procesu.

Samo mali dio ove energije doseže zemlju kao elektromagnetski valovi topline, svjetlosti i ultraljubičastog zračenja.

U kvantitativnom pogledu, veliki dio energije koji dospijeva u zemlju odražava se atmosfera, oblaci i zemaljska površina.

Nakon ovog događaja apsorpcije, otprilike 1% solarne energije ostaje na raspolaganju. Od ove količine koja uspije doći do zemlje, biljke i drugi organizmi uspijevaju prikupiti 3%.

heterotrofi

Drugu skupinu čine heterotrofni organizmi. Nisu sposobni za fotosintezu i moraju aktivno tražiti hranu. Stoga ih u kontekstu prehrambenih lanaca nazivaju potrošačima. Kasnije ćemo vidjeti kako su klasificirani.

Energija koju su pojedini proizvođači uspjeli skladištiti na raspolaganju su ostalim organizmima koji čine zajednicu.

razgrađivača

Postoje organizmi koji na sličan način čine "niti" trofičkih lanaca. To su otpadnici ili otpadnici.

Dekompozitori se sastoje od heterogene skupine malih životinja i protestanata koji žive u okruženjima u kojima se često nakuplja otpad, poput lišća koje pada na zemlju i leševa.

Među najistaknutijim organizmima koje nalazimo: zemljani crvi, grinje, mirijapodi, protetičari, insekti, rakovi poznati pod nazivom čorba, nematoda, pa čak i supa. S izuzetkom ovog letećeg kralježnjaka, ostatak organizama su prilično česti u otpadnim naslagama.

Njegova uloga u ekosustavu sastoji se u ekstrakciji energije pohranjene u mrtvoj organskoj tvari i izlučivanju je u naprednijem stanju raspadanja. Ti proizvodi služe kao hrana za druge organizme koji se raspadaju. Kao uglavnom gljive.

Razgradno djelovanje ovih agensa je neophodno u svim ekosustavima. Ako bismo uklonili sve razgraditelje, naglo bi se nakupila leševa i druge materije.

Osim što bi se hranjive tvari pohranjene u tim tijelima izgubile, tlo se ne bi moglo hraniti. Dakle, oštećenje kvalitete tla uzrokovalo bi drastično smanjenje životnog vijeka biljaka, okončajući razinu primarne proizvodnje.

Trofična razina

U lancima hrane energija prelazi s jedne razine na drugu. Svaka od navedenih kategorija tvori trofičku razinu. Prvi se sastoji od velike raznolikosti proizvođača (biljke svih vrsta, cijanobakterije, između ostalih).

Potrošači, s druge strane, zauzimaju nekoliko trofičnih razina. Oni koji se hrane isključivo biljkama tvore drugu trofičku razinu i nazivaju se primarnim potrošačima. Primjeri za to su sve biljojedi.

Sekundarni potrošači čine mesožderke - životinje koje jedu meso. To su grabežljivci i njihov plijen uglavnom su primarni potrošači.

Konačno, postoji još jedna razina koju oblikuju tercijarni potrošači. Uključuje skupine mesoždera koje su plijen druge mesožderke koje pripadaju sekundarnim potrošačima.

Mrežni obrazac

Lanci hrane grafički su elementi koji nastoje opisati odnos vrsta u biološkoj zajednici, u smislu njihove prehrane. U didaktičnom smislu ova mreža otkriva „tko se hrani onim ili od koga“.

Svaki ekosustav predstavlja jedinstvenu mrežu hrane i drastično se razlikuje od onoga što bismo mogli pronaći u drugoj vrsti ekosustava. Općenito, lanci hrane obično su složeniji u vodenim ekosustavima nego u kopnenim.

Tkanine za hranu nisu linearne

Ne treba očekivati da ćemo naći linearnu mrežu interakcija, jer je u prirodi izuzetno teško precizno odrediti granice između primarnih, sekundarnih i tercijarnih potrošača.

Rezultat ovog obrazaca interakcija bit će mreža s višestrukim vezama između članova sustava.

Na primjer, neki medvjedi, glodavci, pa čak i mi ljudi, su „svejedi“, što znači da je raspon hranjenja širok. U stvari, latinski izraz znači "tko jede sve".

Stoga se ova skupina životinja može ponašati u nekim slučajevima kao primarni potrošač, a kasnije kao sekundarni potrošač, ili obrnuto.

Prelazeći na sljedeću razinu, mesožderke se obično hrane biljojedi ili drugim mesožderima. Stoga bi bili svrstani u sekundarne i tercijarne potrošače.

Za primjeru prethodnog odnosa možemo koristiti sove. Te su životinje sekundarni potrošači kada se hrane malim biljojedastim glodavcima. Ali, kada konzumiraju insektinozrne sisavce, smatra se tercijarnim potrošačem.

Postoje ekstremni slučajevi koji imaju tendenciju da još više zakompliciraju mrežu, na primjer, mesožderke. Iako su proizvođači, oni su također klasificirani kao potrošači, ovisno o plijenu. Da je pauk, postao bi sekundarni proizvođač i potrošač.

Prijenos energije

LadyofHats, iz Wikimedia Commons

Prijenos energije na proizvođače

Prolazak energije s jedne trofične razine na drugu vrlo je neučinkovit događaj. To ide ruku pod ruku sa zakonom termodinamike koji kaže da upotreba energije nikada nije potpuno učinkovita.

Da bismo ilustrirali prijenos energije, uzmimo za primjer događaj u svakodnevnom životu: izgaranje benzina u našem automobilu. Pri tome se 75% energije koja se oslobađa gubi u obliku topline.

Isti model možemo ekstrapolirati na živa bića. Kad se ATP veze raskinu za upotrebu u mišićnoj kontrakciji, nastaje toplina kao dio procesa. Ovo je opći obrazac u stanici, sve biokemijske reakcije proizvode malu količinu topline.

Prijenos energije između ostalih razina

Slično tome, prijenos energije s jedne trofičke razine na drugu vrši se uz znatno nisku učinkovitost. Kada biljojeda konzumira biljku, samo dio energije koju autotrofa uhvaća može prenijeti na životinju.

U procesu je biljka koristila dio energije za rast i značajan dio je izgubljen kao toplina. Pored toga, dio sunčeve energije iskorišten je za izgradnju molekula koje biljojedi nisu probavljive ili upotrebljive, poput celuloze.

Slijedeći isti primjer, energija koju je biljojeda stekla zahvaljujući konzumiranju biljke podijelit će se u više događaja unutar organizma.

Dio toga će se upotrijebiti za izgradnju dijelova životinje, na primjer egzoskeleta, u slučaju da je artropod. Na isti način kao i na prethodnim razinama, veliki postotak se toplinski gubi.

Treća trofička razina obuhvaća jedinke koje će gore konzumirati naš hipotetički člankonožac. Ista energetska logika koju smo primijenili na dvije gornje razine odnosi se i na ovu razinu: velik dio energije se gubi kao toplina. Ova značajka ograničava duljinu koju lanac može potrajati.

Trofična piramida

Trofička piramida poseban je način grafičkog predstavljanja odnosa o kojima smo razgovarali u prethodnim odjeljcima, više ne kao mreža veza, već grupiranjem različitih razina u korake piramide.

Ima posebnost ugradnje relativne veličine svake trofičke razine kao svakog pravokutnika u piramidu.

U osnovi su prikazani primarni proizvođači, a kako mi pomičemo graf, ostale razine pojavljuju se uzlaznim redoslijedom: primarni, sekundarni i tercijarni potrošači.

Prema provedenim proračunima, svaki je korak desetak puta veći ako ga usporedimo s gornjim. Ovi izračuni izvedeni su iz dobro poznatog pravila od 10%, jer prelazak s jedne razine na drugu podrazumijeva energetsku transformaciju koja je blizu toj vrijednosti.

Na primjer, ako razina energije koja se pohranjuje kao biomasa iznosi 20 000 kilokalorija po kvadratnom metru godišnje, na gornjoj će razini biti 2000, u sljedećoj 200 i tako dalje dok ne dosegne četvrti potrošač.

Energija koju metabolički procesi organizama ne koriste, predstavlja odbačenu organsku tvar ili biomasu koja se skladišti u tlu.

Vrste trofičnih piramida

Postoje različite vrste piramida, ovisno o tome što je u njoj zastupljeno. To se može učiniti u smislu biomase, energije (kao u spomenutom primjeru), proizvodnje, broja organizama, između ostalog.

Primjer

Tipičan slatkovodni vodeni lanac hrane započinje ogromnom količinom zelenih algi koje žive u njima. Ova razina predstavlja primarnog proizvođača.

Primarni potrošač u našem hipotetičkom primjeru bit će mekušci. Sekundarni potrošači uključuju vrste riba koje se hrane mekušcima. Na primjer, vitka skulptura (Cottus cognatus).

Posljednju razinu čine tercijarni potrošači. U ovom slučaju, vitko kiparstvo konzumira vrsta lososa: kraljevski losos ili Oncorhynchus tshawytscha.

Ako ćemo to vidjeti iz perspektive mreže, u početnoj razini proizvođača trebali bismo uz zelene alge uzeti u obzir i sve dijatomeje, plavozelene alge i druge.

Dakle, inkorporira se mnogo više elemenata (vrste rakova, rotiferi i više vrsta riba) kako bi se stvorila međusobno povezana mreža.

Reference

Audesirk, T., i Audesirk, G. (2003). Biologija 3: evolucija i ekologija. Pearson.
Campos-Bedolla, P. (2002). Biologija. Uredništvo Limusa.
Lorencio, CG (2000). Ekologija u zajednici: paradigma slatkovodnih riba. Sveučilište Sevilla.
Lorencio, CG (2007). Napredak u ekologiji: prema boljem poznavanju prirode. Sveučilište Sevilla.
Molina, PG (2018). Ekologija i interpretacija krajolika. Voditelj obuke.
Odum, EP (1959). Osnove ekologije. Tvrtka WB Saunders.

PREHRAMBENI LANAC: ELEMENTI, PIRAMIDA HRANE I PRIMJERI - BIOLOGIJA - 2026