POTRAVINOVÝ REŤAZEC: PRVKY, POTRAVINOVÁ PYRAMÍDA A PRÍKLADY - BIOLÓGIE - 2026

Potraviny alebo trofický reťazec je grafické znázornenie viac pripojenie, ktoré existujú, pokiaľ ide o spotrebu interakcie medzi rôznymi druhmi, ktoré sú súčasťou komunity.

Trofické reťazce sa veľmi líšia v závislosti od študovaného ekosystému a sú tvorené rôznymi trofickými úrovňami, ktoré v nich existujú. Základ každej siete tvoria prví výrobcovia. Sú schopné fotosyntézy a zachytiť slnečnú energiu.

Zdroj: Roddelgado, z Wikimedia Commons

Postupné úrovne reťazca sú tvorené heterotrofnými organizmami. Rastliny konzumujú bylinožravce, ktoré konzumujú mäsožravce.

Mnohokrát nie sú vzťahy v sieti úplne lineárne, pretože v niektorých prípadoch majú zvieratá rozsiahlu stravu. Napríklad mäsožravci sa môžu živiť mäsožravcami a bylinožravcami.

Jednou z najvýznamnejších vlastností potravinových reťazcov je neefektívnosť, s akou energia prechádza z jednej úrovne na druhú. Veľa z toho sa stráca vo forme tepla a prechádza iba asi 10%. Z tohto dôvodu nie je možné potravinové reťazce rozšíriť a viacúrovňové.

Odkiaľ pochádza energia?

Všetky činnosti, ktoré organizmy vykonávajú, vyžadujú energiu - od pohybu, či už po vode, po zemi alebo vzduchom, až po transport molekuly na úrovni buniek.

Celá táto energia pochádza zo slnka. Slnečná energia, ktorá neustále vyžaruje na planétu Zem, sa mení na chemické reakcie, ktoré živia život.

Týmto spôsobom sa najzákladnejšie molekuly, ktoré umožňujú život, získavajú z prostredia vo forme živín. Na rozdiel od chemických živín, ktoré sú konzervované.

Preto existujú dva základné zákony, ktorými sa riadi tok energie v ekosystémoch. Prvý stanovuje, že energia prechádza z jednej komunity do druhej v dvoch ekosystémoch nepretržitým tokom, ktorý ide iba jedným smerom. Je potrebné vymeniť energiu solárneho zdroja.

Druhý zákon uvádza, že živiny nepretržite prechádzajú cyklami a používajú sa opakovane v rámci toho istého ekosystému a tiež medzi nimi.

Oba zákony modulujú priechod energie a formujú komplexnú sieť interakcií, ktoré existujú medzi populáciami, medzi spoločenstvami a medzi týmito biologickými entitami v abiotickom prostredí.

Prvky, ktoré ju tvoria

Zdroj: Wikimedia commons. Autor: Evamaria1511

Organické bytosti sa veľmi všeobecne klasifikujú podľa spôsobu, akým získavajú energiu na vývoj, udržiavanie a množenie, na autotrofy a heterotrofy.

autotrophs

Prvá skupina, autotrofy, zahŕňa jednotlivcov, ktorí sú schopní prijať slnečnú energiu a transformovať ju na chemickú energiu uloženú v organických molekulách.

Inými slovami, autotrofy nemusia konzumovať jedlo, aby prežili, pretože sú schopné ich generovať. Často sa tiež označujú ako „výrobcovia“.

Najznámejšou skupinou autotrofných organizmov sú rastliny. Existujú však aj iné skupiny, napríklad riasy a niektoré baktérie. Majú všetky metabolické mechanizmy potrebné na uskutočnenie procesov fotosyntézy.

Slnko, zdroj energie, ktorý poháňa Zem, funguje zlúčením atómov vodíka za vzniku atómov hélia a uvoľnením obrovského množstva energie v procese.

Iba malá časť tejto energie sa dostane na Zem ako elektromagnetické vlny tepla, svetla a ultrafialového žiarenia.

Z kvantitatívneho hľadiska sa veľká časť energie, ktorá sa dostane na Zem, odrazí atmosférou, mrakmi a zemským povrchom.

Po tejto absorpčnej udalosti zostáva k dispozícii približne 1% slnečnej energie. Z tohto množstva, ktoré dokáže dosiahnuť zem, sa rastlinám a iným organizmom podarí zachytiť 3%.

heterotrophs

Druhú skupinu tvoria heterotrofné organizmy. Nie sú schopné fotosyntézy a musia aktívne hľadať svoje jedlo. Preto sa v kontexte potravinových reťazcov nazývajú spotrebiteľmi. Uvidíme neskôr, ako sú klasifikované.

Energiu, ktorú jednotliví výrobcovia dokázali uskladniť, sú k dispozícii iné organizmy, ktoré tvoria spoločenstvo.

rozkladacích

Existujú organizmy, ktoré podobne tvoria „vlákna“ trofických reťazcov. Sú to rozkladači alebo jedlíci trosiek.

Rozkladače sa skladajú z heterogénnej skupiny malých zvierat a protistov, ktorí žijú v prostrediach, v ktorých sa hromadí častý odpad, ako sú listy, ktoré padajú na zem a mŕtvoly.

Medzi najvýznamnejšie organizmy nájdeme: dážďovky, roztoče, myriapody, protisty, hmyz, kôrovce známe ako múčnatky, hlísty a dokonca aj supy. S výnimkou tohto lietajúceho stavovca sú zvyšky organizmov v ložiskách odpadu celkom bežné.

Jeho úloha v ekosystéme spočíva v získavaní energie uloženej v odumretej organickej hmote a jej vylúčení v pokročilejšom stave rozkladu. Tieto výrobky slúžia ako potrava pre ďalšie rozkladajúce sa organizmy. Rovnako ako huby.

Rozkladný účinok týchto činiteľov je nevyhnutný vo všetkých ekosystémoch. Keby sme odstránili všetky rozkladače, došlo by k náhlej akumulácii mŕtvol a iných látok.

Okrem toho, že by sa živiny uložené v týchto telách stratili, pôda sa nemohla živiť. Preto by poškodenie kvality pôdy spôsobilo drastický pokles života rastlín, čím by sa ukončila úroveň prvovýroby.

Trofické úrovne

V potravinových reťazcoch energia prechádza z jednej úrovne na druhú. Každá z uvedených kategórií predstavuje trofickú úroveň. Prvý pozostáva z veľkej rozmanitosti pestovateľov (rastliny všetkých druhov, cyanobaktérie, okrem iného).

Na druhej strane spotrebitelia zaujímajú niekoľko trofických úrovní. Tie, ktoré sa živia výlučne rastlinami, tvoria druhú trofickú úroveň a nazývajú sa primárnymi spotrebiteľmi. Príkladom toho sú všetky býložravé zvieratá.

Druhotní spotrebitelia sa skladajú z mäsožravcov - zvierat, ktoré jedia mäso. Sú to dravci a ich korisťou sú hlavne spotrebitelia.

Napokon existuje ďalšia úroveň vytvorená terciárnymi spotrebiteľmi. Zahŕňa skupiny mäsožravých zvierat, ktorých korisťou sú iné mäsožravé zvieratá patriace sekundárnym spotrebiteľom.

Vzor siete

Potravinové reťazce sú grafické prvky, ktoré sa snažia opísať vzťahy druhov v biologickej komunite z hľadiska ich výživy. Z didaktického hľadiska táto sieť vystavuje „kto sa živí tým, čo a kto“.

Každý ekosystém predstavuje jedinečný potravinový web a výrazne sa líši od toho, čo sme našli v inom type ekosystému. Potravinové reťazce bývajú vo vodných ekosystémoch zvyčajne komplikovanejšie ako v suchozemských.

Potravinové siete nie sú lineárne

Nemali by sme očakávať, že nájdeme lineárnu sieť interakcií, pretože v podstate je veľmi ťažké presne vymedziť hranice medzi primárnymi, sekundárnymi a terciálnymi spotrebiteľmi.

Výsledkom tohto modelu interakcií bude sieť s viacnásobnými spojeniami medzi členmi systému.

Napríklad niektorí medvede, hlodavce a dokonca aj my ľudia sú „všežravci“, čo znamená, že rozsah výživy je široký. Latinský výraz v skutočnosti znamená „kto jedí všetko“.

Táto skupina zvierat sa teda môže v niektorých prípadoch správať ako primárny spotrebiteľ a neskôr ako sekundárny spotrebiteľ alebo naopak.

Keď šli ďalej na ďalšiu úroveň, mäsožravci sa obvykle živia býložravcami alebo inými mäsožravcami. Preto by boli klasifikovaní ako sekundárni a terciárni spotrebitelia.

Na ilustráciu predchádzajúceho vzťahu môžeme použiť sovy. Tieto zvieratá sú druhými spotrebiteľmi, keď sa živia malými býložravými hlodavcami. Keď však konzumujú hmyzožravé cicavce, považuje sa za terciálneho spotrebiteľa.

Existujú extrémne prípady, ktoré majú tendenciu komplikovať sieť ešte viac, napríklad mäsožravé rastliny. Aj keď sú výrobcami, v závislosti od koristi sú tiež klasifikovaní ako spotrebitelia. Keby to bol pavúk, stal by sa sekundárnym výrobcom a spotrebiteľom.

Prenos energie

LadyofHats, z Wikimedia Commons

Prenos energie výrobcom

Prechod energie z jednej trofickej úrovne na ďalšiu je veľmi neefektívna udalosť. Toto ide ruka v ruke so zákonom o termodynamike, ktorý uvádza, že využívanie energie nie je nikdy úplne efektívne.

Pre ilustráciu prenosu energie si vezmime ako príklad udalosť v každodennom živote: spaľovanie benzínu v aute. Pri tomto procese sa stratí 75% uvoľnenej energie vo forme tepla.

Rovnaký model môžeme extrapolovať na živé bytosti. Ak sú väzby ATP prerušené na použitie pri kontrakcii svalov, teplo sa vytvára ako súčasť procesu. Toto je všeobecný vzorec v bunke, všetky biochemické reakcie produkujú malé množstvo tepla.

Prenos energie medzi ostatnými úrovňami

Podobne sa prenos energie z jednej trofickej úrovne na druhú uskutočňuje so značne nízkou účinnosťou. Ak bylinožravec spotrebuje rastlinu, môže zviera preniesť iba časť energie zachytenej autotrofom.

Pri tomto postupe zariadenie využívalo časť energie na rast a významná časť bola stratená ako teplo. Okrem toho sa časť energie zo slnka použila na vytvorenie molekúl, ktoré nie sú stráviteľné alebo využiteľné bylinožravcami, ako napríklad celulóza.

Podľa toho istého príkladu sa energia, ktorú bylinožravec získa vďaka spotrebe rastliny, rozdelí na niekoľko udalostí v organizme.

Časť tohto sa použije na vytvorenie častí zvieraťa, napríklad exoskeletu, v prípade, že sa jedná o článkonožce. Rovnakým spôsobom ako v predchádzajúcich úrovniach sa veľké percento tepelne stráca.

Tretiu trofickú úroveň tvoria jednotlivci, ktorí budú konzumovať náš hypotetický článkonožec vyššie. Rovnaká energetická logika, ktorú sme použili na dve horné úrovne, platí aj pre túto úroveň: veľká časť energie sa stráca ako teplo. Táto vlastnosť obmedzuje dĺžku reťaze.

Trofická pyramída

Trofická pyramída je zvláštnym spôsobom grafického znázornenia vzťahov, o ktorých sme diskutovali v predchádzajúcich častiach, už nie ako sieť spojení, ale zoskupením rôznych úrovní do krokov pyramídy.

Zvláštnosťou je zahrnúť relatívnu veľkosť každej trofickej úrovne ako každého obdĺžnika v pyramíde.

Na základni sú zastúpení prvovýrobcovia a keď sa pohybujeme hore v grafe, zvyšné úrovne sa objavujú vzostupne: primárny, sekundárny a terciárny spotrebiteľ.

Podľa vykonaných výpočtov je každý krok asi desaťkrát vyšší, ak ho porovnáme s horným. Tieto výpočty sú odvodené od dobre známeho pravidla 10%, pretože prechod z jednej úrovne na druhú znamená premenu energie blízku tejto hodnote.

Napríklad, ak je úroveň energie uloženej ako biomasa 20 000 kcal na meter štvorcový za rok, v hornej úrovni to bude 2 000, v najbližších 200 atď., Až kým nedosiahnu kvartérnych spotrebiteľov.

Energia, ktorú nevyužívajú metabolické procesy organizmov, predstavuje vyradenú organickú hmotu alebo biomasu uloženú v pôde.

Druhy trofických pyramíd

Existujú rôzne druhy pyramíd v závislosti od toho, čo je v nej zastúpené. Môže sa to robiť okrem iného z hľadiska biomasy, energie (ako v uvedenom príklade), výroby, počtu organizmov.

príklad

Typický sladkovodný vodný potravinový reťazec začína obrovským množstvom zelených rias, ktoré tu žijú. Táto úroveň predstavuje primárneho výrobcu.

Hlavným spotrebiteľom v našom hypotetickom príklade budú mäkkýše. Medzi druhotných spotrebiteľov patria druhy rýb, ktoré sa živia mäkkýšmi. Napríklad slizký tvarovaný druh (Cottus cognatus).

Poslednú úroveň tvoria terciárny spotrebitelia. V tomto prípade slizké sochárstvo konzumuje druh lososa: kráľ losos alebo Oncorhynchus tshawytscha.

Ak to uvidíme z hľadiska siete, mali by sme pri pôvodnej úrovni výrobcov brať do úvahy okrem zelených rias všetky rozsievky, modrozelené riasy a ďalšie.

Takto sa začleňuje omnoho viac prvkov (druhy kôrovcov, vírnikov a viac druhov rýb), aby sa vytvorila vzájomne prepojená sieť.

Referencie

1. Audesirk, T., a Audesirk, G. (2003). Biológia 3: evolúcia a ekológia. Pearson.
2. Campos-Bedolla, P. (2002). Biology. Redakčná Limusa.
3. Lorencio, CG (2000). Ekológia Spoločenstva: paradigma sladkovodných rýb. Sevilla University.
4. Lorencio, CG (2007). Pokroky v ekológii: smerom k lepším znalostiam prírody. Sevilla University.
5. Molina, PG (2018). Ekológia a interpretácia krajiny. Školiteľ.
6. Odum, EP (1959). Základy ekológie. Spoločnosť WB Saunders.