TROFIČKE RAZINE I ORGANIZMI KOJI IH ČINE (PRIMJERI) - BIOLOGIJA - 2026

U trofičke razine su skup organizama - ili vrsta organizama - oni imaju istu poziciju u protoku hranjivih tvari i energije u ekosustavu. Općenito postoje tri glavne trofičke razine: primarni proizvođači, sekundarni proizvođači i dekompozitori.

Primarni proizvođači su kemosintetske biljke, alge i prokarioti. Unutar potrošača postoje različite razine, biljojedi i mesožderke. Na kraju, dekompozitori su velika skupina gljivica i prokariota.

Feline su potrošači. Izvor: pixabay.com

U većini ekosustava ove se različite trofičke razine isprepliću u složenim i međusobno ovisnim mrežama hrane. Odnosno, svaki grabežljivac ima više od jednog plena i svaki plijen može iskoristiti više od jednog grabežljivca. Zemljište se može sastojati od do 100 različitih vrsta.

Za ove se lance odlikuje da su kratki, jer je prijenos energije s jedne razine na drugu prilično neučinkovit - samo 10% energije prelazi s jedne razine na drugu, otprilike.

Proučavanje trofičnih razina i njihovog sastavljanja u složenim mrežama s hranom središnja je tema u ekologiji stanovništva, zajednica i ekosustava. Interakcija između razina i između lanaca utječe na dinamiku i postojanost populacije i dostupnost resursa.

Autotrof i heterotrof

Da bismo razumjeli što je trofička razina, potrebno je razumjeti dva osnovna koncepta u biologiji: autotrofe i heterotrofe.

Autotrofi su organizmi sposobni stvarati vlastitu "hranu" koristeći solarnu energiju i enzimske i strukturne strojeve potrebne za provođenje fotosinteze ili kroz kemosintezu.

Heterotrofi, sa svoje strane, nemaju ove mehanizme i moraju aktivno tražiti hranu - baš kao i mi ljudi.

Gljivice se često miješaju s autotrofičnim organizmima (zbog nemogućnosti kretanja i načina života površno sličnim biljkama). Međutim, ti su organizmi heterotrofni i razgrađuju hranjive tvari koje ih okružuju. Kasnije ćemo vidjeti ulogu koju gljive igraju u lancima.

Trofičke razine i njihove karakteristike

Roddelgado

Prolazak energije događa se sekvencijalno, kroz snagu. Na taj način jedan organizam troši drugi, drugi treći, i tako se sustav nastavlja. Svaka od tih "veza" je ono što nazivamo trofičkom razinom.

Na taj način ekolozi distribuiraju organizme na temelju njihovog glavnog izvora prehrane i energije.

Formalno, trofička razina obuhvaća sve organizme koji su u sličnom položaju u pogledu protoka energije u ekosustavu. Postoje tri kategorije: proizvođači, potrošači i dekompozitori. Ispod ćemo detaljno analizirati svaku od spomenutih razina.

-Prva trofična razina: proizvođači

Prvu trofičku razinu u lancu uvijek čine primarni proizvođači. Identitet ovih organizama varira ovisno o ekosustavu. Ovaj kat je onaj koji podržava ostatak trofičke razine.

Primjerice, u zemaljskim okruženjima su primarni proizvođači različite vrste biljaka. U vodenim ekosustavima su alge. Metabolički, proizvođači mogu biti fotosintetski (većina) ili kemosintetski.

Koristeći energiju sunčeve svjetlosti, fotosintetski organizmi sintetiziraju organske spojeve koje kasnije ugrađuju u stanični proces disanja i kao građevne blokove za nastavak rasta.

Kao što bismo i očekivali, ovi organizmi nadmašuju svoje potrošače. U stvari, gotovo čitavu (99%) organske materije u živom svijetu čine biljke i alge, dok heterotrofi zauzimaju samo preostalih 1%.

S druge strane, primarni kemosintetski proizvođači nalaze se uglavnom u hidrotermalnim izvorima vode smještenim duboko u oceanu - gdje su ovi prokariotski organizmi vrlo obilni.

Hipoteza zelenog svijeta

Sigurno ste primijetili da je većina prirodnih ekosustava zelena. U stvari, u biljnoj biomasi kopnenih ekosustava pohranjeno je 83,10 ¹⁰ tona ugljika - što je izuzetno visok broj.

Ta se činjenica čini zanimljivom, jer postoji vrlo veliki broj primarnih potrošača koji jedu biljnu tvar.

Prema ovoj hipotezi, biljojedi konzumiraju malo biljne materije, jer su pod kontrolom različitih faktora koji ograničavaju njihovu populaciju, poput prisutnosti grabežljivaca, parazita i drugih vrsta bolesti. Uz to, biljke imaju otrovna kemijska sredstva koja sprečavaju konzumiranje.

Dosadašnji izračuni procjenjuju da biljojedi godišnje konzumiraju oko 17% ukupne neto proizvodnje proizvođača, a ostatak troše detritivores.

Sada, imajući na umu ove brojke, možemo zaključiti da biljojedi nisu biljke neugodne smetnje. Međutim, postoje vrlo specifični izuzeci, gdje su biljojedi sposobni za vrlo kratko vrijeme eliminirati čitavu populaciju (neki štetočine).

- Druga trofična razina: potrošači

Trofičke razine iznad primarnih proizvođača stvaraju heterotrofni organizmi i izravno ili neizravno ovise o autotrofičnim proizvođačima. Unutar grupe potrošača nalazimo i nekoliko razina.

Primarni potrošači: biljojedi

Energija ulazi kroz primarne potrošače. Oni se sastoje od životinja koje konzumiraju biljke ili alge. U svakom ekosustavu naći ćemo određenu skupinu životinja koje čine razinu primarnih potrošača.

Jedna od najupečatljivijih karakteristika biljojeda je ta što se najveći dio materijala izlučuje neistraženo. Energija koja se probavlja nastavlja na pokretanje dnevnih aktivnosti biljojedi, a drugi dio će se transformirati u životinjsku biomasu.

Prvi se često naziva "gubitak" disanjem. Međutim, disanje je vitalna aktivnost koju životinja mora obavljati.

Sekundarni potrošači: mesožderke

Sljedeću razinu čine sekundarni potrošači ili mesožderke: životinje koje se hrane drugim životinjama. Samo mali dio biljojedi tijela ugrađen je u tijelo mesoždera.

Neki sekundarni potrošači mogu imati miješanu prehranu, uključujući biljke i životinje u svoju prehranu. Stoga njihova klasifikacija obično nije vrlo jasna i oni su prisutni na više od jedne trofičke razine.

Tercijalni i kvarterni potrošači

Neke trofičke lance karakteriziraju tercijarni i kvarterni potrošači, što ukazuje da konzumiraju životinje sekundarne i tercijarne razine.

Detritivores ili čistači

Posebnu vrstu potrošača čine osobe koje su poznate kao otpadnici. Ovu vrstu hranjenja karakterizira potrošnja mrtvog plijena, a ne živog plijena.

Dijeta za uklanjanje namirnica uključuje detritus: raspadanje dijelova povrća, poput lišća, korijena, grana i stabala ili također mrtvih životinja, egzoskeleta i kostura.

-Treća trofička razina: depozitori

Kao i detritivori prethodne skupine, organizmi treće trofičke razine djeluju na raspadajući materijal. Međutim, oni se ne preklapaju biološki, budući da njihova funkcija izuzetno varira.

Glavna funkcija razlagača je pretvaranje organske tvari u neorgansku tvar, čime se zatvara ciklus materije unutar ekosustava. Na taj način povrće ima materiju za odlaganje. Oni koji su zaduženi za obavljanje ovog važnog završnog rada su bakterije i gljivice.

Gljivice su organizmi koji luče enzime čiji supstrati su organske tvari koje ih okružuju. Nakon enzimske probave gljivice mogu apsorbirati proizvode za hranu.

Većina dekompozitora su mikroskopska sredstva koja ne možemo vidjeti golim okom. Međutim, njegova važnost nadilazi njegovu veličinu, jer ako eliminiramo sve dekomponente na planeti, život na zemlji bi prestao zbog nedostatka sastojaka za stvaranje novih organskih tvari.

Primjeri

Livada

Naš prvi primjer usmjeren je na livadu. U praktične svrhe koristit ćemo jednostavne lance kako bismo pokazali kako su trofičke razine povezane i kako se mijenjaju ovisno o ekosustavu. Međutim, čitatelj mora uzeti u obzir da je pravi lanac složeniji i s više sudionika.

Trava i druge biljke tvorile bi razinu primarnog proizvođača. Razni insekti koji nastanjuju našu hipotetsku livadu (na primjer, cvrčak) bit će primarni potrošači trave.

Cvrčak će konzumirati sekundarni potrošač, u našem primjeru to će biti mali glodavac. Miš će zauzvrat pojesti tercijarni potrošač: zmija.

U slučaju da na livadi nastane mesožderna ptica, poput orlova ili sova, oni će konzumirati miša i ponašati se kao kvarterni potrošači.

ocean

Ajmo sada napraviti isto hipotetičko rezonovanje, ali u vodenom ekosustavu. U oceanu je primarni proizvođač fitoplankton, koji su biljni organizmi koji žive raspršeni u vodi. Potonje će konzumirati glavni potrošač, zooplankton.

Različite vrste riba koje nastanjuju ekosustav bit će sekundarni potrošači.

Tercijalni potrošači koji jedu ribu mogu biti tuljave ili neki drugi mesožder.

Naš lanac u oceanu završava s poznatim kvartarskim potrošačem: velikim bijelim morskim psom, koji će se hraniti pečatom prethodne razine.

Prijenos energije između trofičnih razina

Utvrđeno je, kao opće pravilo, da neto prijenos energije između svake trofičke razine dosegne maksimalnu učinkovitost od samo 10%, a u narodu je poznato i kao „pravilo 10%“. Međutim, u svakoj se zajednici ovaj pristup može značajno razlikovati.

To znači, na primjer, da ukupna energija pohranjena biljojedi predstavlja samo 10% ukupne energije koju su potrošili u primarnom proizvođaču. Na isti način, kod sekundarnih potrošača nalazimo 10% energije koju pohranjuju primarni potrošači.

Ako ga želimo vidjeti u kvantitativnom smislu, uzmimo u obzir slijedeći primjer: pretpostavimo da imamo 100 kalorija solarne energije zarobljenih fotosintetskim organizmima. Od toga će samo 10 kalorija preći na biljojede, a samo 1 mesožderke.

Lanci hrane nisu jednostavni

Kad razmišljamo o lancima hrane, mogli bismo pretpostaviti da su razine koje ih tvore raspoređene u linearne skupove, savršeno odijeljene jedna od druge. Međutim, u prirodi nalazimo da jedna razina djeluje na više razina, zbog čega lanac izgleda poput mreže.

Lanci hrane su kratki

Kada pogledamo lance hrane shvatit ćemo da se sastoje od samo nekoliko razina - većina od pet ili manje veza. Neki posebni lanci, kao u antarktičkoj mreži, imaju više od sedam veza.

Stoga su istraživači doveli u pitanje postojanje nekoliko trofičnih razina. Hipoteze relevantne za temu su sljedeće:

Energetska hipoteza

Dvije su hipoteze koje objašnjavaju ovo ograničenje u duljini. Prva je takozvana "energetska hipoteza", gdje je glavno ograničenje lanca neučinkovitost prijenosa energije s jedne razine na drugu. U ovom se trenutku vrijedi sjetiti hipoteze od 10% spomenute u prethodnom odjeljku.

Slijedom pretpostavke prethodne hipoteze, trebali bismo utvrditi da su u ekosustavima s visokom primarnom produktivnošću fotosintetskih organizama u tom području lanci duži jer je energija s kojom započinje veća.

Hipoteza o dinamičkoj stabilnosti

Druga hipoteza povezana je s dinamičkom stabilnošću te predlaže da su lanci kratki jer predstavljaju veću stabilnost od dužih lanaca. Ako se dogodi nagla fluktuacija stanovništva u donjim razinama, mogli bismo pronaći lokalno izumiranje ili umanjenje gornjih trofičkih razina.

U okruženjima koja su sklonija promjenjivosti okoliša, grabežljivci više razine trebali bi imati plastičnost za pronalazak novog plijena. Također, što je lanac duži, sustav će se teže oporaviti.

Dokaz

Uzimajući u obzir podatke prikupljene od strane istraživača, čini se da je najvjerojatnija hipoteza energetska hipoteza. Kroz manipulacije pokusima zaključeno je da primarna produktivnost proporcionalno utječe na duljinu prehrambenog lanca.

Reference

1. Curtis, H., i Barnes, NS (1994). Poziv na biologiju. Macmillan.
2. Levin, SA, Carpenter, SR, Godfray, HCJ, Kinzig, AP, Loreau, M., Losos, JB,… i Wilcove, DS (ur.). (2009). Princeton vodič za ekologiju. Princeton University Press.
3. Maynard-Smith, J. (1978). Modeli u ekologiji. Arhiva KUP-a.
4. Parga, ME, i Romero, RC (2013). Ekologija: utjecaj trenutnih problema zaštite okoliša na zdravlje i okoliš. Eko izdanja.
5. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbell Biology. Pearson.
6. Rockwood, LL (2015). Uvod u populacijsku ekologiju. John Wiley & Sinovi.