ХРАНИТЕЛНА ВЕРИГА: ЕЛЕМЕНТИ, ХРАНИТЕЛНА ПИРАМИДА И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

А храна или трофично верига е графично представяне на множество връзки, които съществуват по отношение на взаимодействието на потребление между различните видове, които са част от общност.

Трофичните вериги варират в голяма степен в зависимост от изследваната екосистема и са съставени от различните трофични нива, които съществуват там. Основата на всяка мрежа се формира от първичните производители. Те са способни на фотосинтеза, улавяйки слънчевата енергия.

Източник: Roddelgado, от Wikimedia Commons

Последователните нива на веригата се състоят от хетеротрофни организми. Тревопасните консумират растенията и те се консумират от месоядни.

Много пъти отношенията в мрежата не са напълно линейни, тъй като в някои случаи животните имат обширни диети. Месоядството например може да се храни с месоядни и тревопасни животни.

Една от най-забележителните характеристики на хранителните вериги е неефективността, с която енергията преминава от едно ниво на друго. Голяма част от това се губи под формата на топлина и само около 10% преминава. Поради тази причина хранителните вериги не могат да бъдат разширени и многостепенни.

Откъде идва енергията?

Всички дейности, които организмите извършват, изискват енергия - от движение, било то по вода, земя или въздух, до транспорт на молекула, на клетъчно ниво.

Цялата тази енергия идва от слънцето. Слънчевата енергия, която непрекъснато се излъчва към планетата Земя, се трансформира в химически реакции, които хранят живота.

По този начин най-основните молекули, които позволяват живот, се получават от околната среда под формата на хранителни вещества. За разлика от химическите хранителни вещества, които се запазват.

Следователно има два основни закона, които управляват потока на енергия в екосистемите. Първият установява, че енергията преминава от една общност в друга в две екосистеми чрез непрекъснат поток, който върви само в една посока. Необходимо е да се замени енергията на слънчевия източник.

Вторият закон гласи, че хранителните вещества непрекъснато преминават през цикли и се използват многократно в една и съща екосистема, а също и между тях.

И двата закона модулират преминаването на енергия и оформят сложната мрежа от взаимодействия, които съществуват между популациите, между общностите и между тези биологични образувания с абиотичната им среда.

Елементи, които го съставят

Източник: Wikimedia commons. Автор: Evamaria1511

По много общ начин органичните същества се класифицират според начина, по който получават енергия за развитие, поддържане и възпроизвеждане, в автотрофи и хетеротрофи.

Autotrophs

Първата група, автотрофите, включва индивиди, които са способни да поемат слънчева енергия и да я трансформират в химическа енергия, съхранявана в органични молекули.

С други думи, автотрофите не трябва да консумират храна, за да оцелеят, тъй като са способни да я генерират. Те често са наричани и „производители“.

Най-известната група автотрофни организми са растенията. Съществуват обаче и други групи, като водорасли и някои бактерии. Те имат всички метаболитни машини, необходими за извършване на процеси на фотосинтеза.

Слънцето, енергийният източник, който захранва земята, работи чрез сливане на водородни атоми, за да образува хелиеви атоми, освобождавайки огромни количества енергия в процеса.

Само малка част от тази енергия достига до земята като електромагнитни вълни от топлина, светлина и ултравиолетово лъчение.

В количествено отношение голяма част от енергията, която достига до земята, се отразява от атмосферата, облаците и земната повърхност.

След това усвояване около 1% от слънчевата енергия остава на разположение. От това количество, което успява да достигне до земята, растенията и други организми успяват да уловят 3%.

Heterotrophs

Втората група е съставена от хетеротрофни организми. Те не са способни на фотосинтеза и трябва активно да търсят храната си. Следователно в контекста на хранителните вериги те се наричат ​​потребители. По-късно ще видим как са класифицирани.

Енергията, която отделните производители успяха да съхранят, е на разположение на други организми, които съставляват общността.

разлагащи

Има организми, които по подобен начин съставят "нишките" на трофичните вериги. Това са разградителите или разяждащите отпадъци.

Декомпозиторите са съставени от разнородна група животни и дребни протестисти, които живеят в среда, където се натрупват чести отпадъци, като листа, които падат на земята и трупове.

Сред най-забележителните организми, които откриваме: земни червеи, акари, мириаподи, протестисти, насекоми, ракообразни, известни като червеи, нематоди и дори лешояди. С изключение на този летящ гръбначен, останалите организми са доста често срещани в отпадъчните отлагания.

Ролята му в екосистемата се състои в извличане на енергията, съхранявана в мъртва органична материя, отделяйки я в по-напреднало състояние на разлагане. Тези продукти служат като храна за други разлагащи се организми. Като гъбите, главно.

Разлагащото действие на тези агенти е от съществено значение във всички екосистеми. Ако елиминирахме всички разложители, щяхме да имаме рязко натрупване на трупове и друга материя.

Освен, че хранителните вещества, съхранявани в тези тела, ще бъдат загубени, почвата не би могла да се подхранва. По този начин увреждането на качеството на почвата би довело до драстично намаляване на живота на растенията, което ще прекрати нивото на първичното производство.

Трофични нива

В хранителните вериги енергията преминава от едно ниво на друго. Всяка от споменатите категории представлява трофично ниво. Първият е съставен от цялото голямо разнообразие на производители (растения от всякакъв вид, цианобактерии, наред с други).

От друга страна, потребителите заемат няколко трофични нива. Тези, които се хранят изключително с растения, образуват второто трофично ниво и се наричат ​​първични потребители. Примери за това са всички тревопасни животни.

Вторичните потребители са съставени от месоядни животни - животни, които ядат месо. Това са хищници и тяхната плячка са главно първичните потребители.

И накрая, съществува още едно ниво, образувано от третични потребители. Тя включва групи месоядни животни, чиято плячка са други месоядни животни, принадлежащи на вторични потребители.

Мрежов модел

Хранителните вериги са графични елементи, които се стремят да опишат взаимоотношенията на видовете в биологична общност по отношение на техния хранителен режим. В дидактически план тази мрежа излага „кой какво яде или кой“.

Всяка екосистема представя уникална хранителна мрежа и драстично се различава от тази, която бихме могли да намерим в друг тип екосистема. По принцип хранителните вериги са по-сложни във водните екосистеми, отколкото в сухоземните.

Хранителните мрежи не са линейни

Не бива да очакваме да намерим линейна мрежа от взаимодействия, тъй като в природата е изключително трудно точно да се определят границите между първичните, вторичните и третичните потребители.

Резултатът от този модел на взаимодействия ще бъде мрежа с множество връзки между членовете на системата.

Например, някои мечки, гризачи и дори нас хората са "всеядни", което означава, че обхватът на хранене е широк. Всъщност латинският термин означава „който яде всичко“.

По този начин тази група животни може да се държи в някои случаи като първичен потребител, а по-късно като вторичен потребител или обратно.

Преминавайки към следващото ниво, месоядите обикновено се хранят с тревопасни или други месоядни. Следователно те биха били класифицирани като вторични и третични потребители.

За да дадем пример за предишната връзка, можем да използваме сови. Тези животни са вторични потребители, когато се хранят с малки тревопасни гризачи. Но когато консумират насекомоядни бозайници, той се счита за третичен потребител.

Има екстремни случаи, които са склонни да усложняват мрежата още повече, например месоядните растения. Въпреки че са производители, те също са класифицирани като потребители, в зависимост от плячката. Ако беше паяк, той щеше да стане вторичен производител и потребител.

Трансфер на енергия

LadyofHats, от Wikimedia Commons

Трансфер на енергия към производителите

Преминаването на енергия от едно трофично ниво на следващо е силно неефективно събитие. Това върви ръка за ръка със закона на термодинамиката, който гласи, че използването на енергия никога не е напълно ефективно.

За да илюстрираме трансфера на енергия, нека вземем за пример събитие в ежедневието: изгарянето на бензин от нашата кола. При този процес 75% от отделената енергия се губи под формата на топлина.

Можем да екстраполираме същия модел върху живи същества. Когато ATP връзките са прекъснати за използване при свиване на мускулите, топлината се генерира като част от процеса. Това е общ модел в клетката, всички биохимични реакции произвеждат малки количества топлина.

Трансфер на енергия между другите нива

По същия начин, преносът на енергия от едно трофично ниво на друго се извършва със значително ниска ефективност. Когато тревопасното растение консумира растение, само част от енергията, улавена от автотрофа, може да премине към животното.

В процеса растението използва част от енергията за растеж и значителна част се губи като топлина. В допълнение, част от енергията от слънцето е била използвана за изграждане на молекули, които не са смилаеми или използваеми от тревопасните, като целулозата.

Следвайки същия пример, енергията, която тревопасното дърво е придобило благодарение на консумацията на растението, ще бъде разделено на множество събития в организма.

Част от това ще се използва за изграждане на частите на животното, например екзоскелета, в случай че е членестоноги. По същия начин, както в предишните нива, голям процент се губи термично.

Третото трофично ниво включва индивидите, които ще консумират нашия хипотетичен членестоноги по-горе. Същата енергийна логика, която приложихме към двете горни нива, се отнася и за това ниво: голяма част от енергията се губи като топлина. Тази функция ограничава дължината, която веригата може да поеме.

Трофична пирамида

Трофичната пирамида е особен начин за графично представяне на взаимоотношенията, които разгледахме в предишните раздели, вече не като мрежа от връзки, а чрез групиране на различните нива в стъпки на пирамида.

Той има особеността да включва относителния размер на всяко трофично ниво като всеки правоъгълник в пирамидата.

В основата са представени първичните производители и докато движим нагоре графиката, останалите нива се показват във възходящ ред: първични, вторични и третични потребители.

Според извършените изчисления всяка стъпка е около десет пъти по-висока, ако я сравним с горната. Тези изчисления са получени от добре познатото 10% правило, тъй като преминаването от едно ниво към друго предполага енергийно преобразуване, близко до тази стойност.

Например, ако нивото на енергия, съхранявана като биомаса, е 20 000 килокалории на квадратен метър годишно, на горното ниво ще бъде 2 000, в следващите 200 и т.н., докато достигне до четвъртичните потребители.

Енергията, която не се използва от метаболитните процеси на организмите, представлява изхвърлената органична материя или биомаса, която се съхранява в почвата.

Видове трофични пирамиди

Има различни видове пирамиди, в зависимост от това какво е представено в нея. Може да се направи по отношение на биомаса, енергия (както в споменатия пример), производство, брой организми, и други.

пример

Типичната сладководна водна хранителна верига започва с огромното количество зелени водорасли, които живеят там. Това ниво представлява основния производител.

Основният потребител в нашия хипотетичен пример ще бъдат мекотели. Вторичните потребители включват видове риби, които се хранят с мекотели. Например, тънко изваяният вид (Cottus cognatus).

Последното ниво се състои от третични потребители. В този случай тънката скулптура се консумира от вид сьомга: цар сьомга или Oncorhynchus tshawytscha.

Ако ще го видим от гледна точка на мрежата, на първоначалното ниво на производителите трябва да вземем предвид, освен зелените водорасли, всички диатоми, синьо-зелени водорасли и други.

По този начин са включени много повече елементи (видове ракообразни, ротификатори и множество видове риби), за да образуват взаимосвързана мрежа.

Препратки

1. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Биология 3: еволюция и екология. Пиърсън.
2. Campos-Bedolla, P. (2002). Биология. Редакторска лимуза.
3. Lorencio, CG (2000). Екология на Общността: парадигмата на сладководни риби. Университет в Севиля.
4. Lorencio, CG (2007). Напредък в екологията: към по-добро познаване на природата. Университет в Севиля.
5. Molina, PG (2018). Екология и интерпретация на пейзажа. Обучител.
6. Odum, EP (1959). Основи на екологията. Компания WB Saunders.