ХРАНИТЕЛНА МРЕЖА: ТРОФИЧНИ НИВА, ВИДОВЕ, СУХОЗЕМНИ И МОРСКИ - ОКОЛЕН СВЯТ - 2025

Най- трофична уеб или храна Мрежата е съвкупност от взаимодействия между хранителни живи същества в една екосистема. Хранителната мрежа се образува от преплитането на множество хранителни вериги (линейна последователност, която преминава от производителя до последния потребител).

В строг смисъл трофичните мрежи не са отворени, а образуват затворени цикли, в които всеки организъм се оказва храна за друг. Това е така, защото разградителите и детритививорите свързват в мрежата хранителните вещества на всяко живо същество.

Хранителни мрежи. Източник: Роделгадо

В рамките на трофична мрежа се идентифицират различни трофични нива, като първото се образува от производителите, които въвеждат енергия и материя в системата чрез фотосинтеза или хемосинтеза.

След това тези производители служат като храна за така наречените първични потребители, които от своя страна ще бъдат консумирани от други (вторични) потребители. Освен това могат да присъстват други нива на потребителите в зависимост от сложността на екосистемата.

Освен това мрежите стават по-сложни, тъй като има значителен дял от всеядни организми (те консумират животни, растения, гъби). Следователно, тези видове организми могат да заемат различни трофични нива във всеки даден момент.

Съществуват различни видове трофични мрежи според различните екосистеми, където се развиват, и модела, използван от изследователя. Най-общо ние откриваме сухоземни трофични мрежи и водни трофични мрежи и в рамките на последните сладководни и морски.

Подобно на земните мрежи, всеки биом има своите особености в зависимост от видовете, които го съставят.

Трофични нива

Трофичните нива се отнасят за йерархията на всеки възел в трофичната мрежа, като се започне от производителя. В този смисъл първото трофично ниво е това на производителите, последвано от различните нива на потребителите. Много особен тип краен потребител са детритрови и разградители.

Трофични нива. Източник: Роделгадо

Въпреки че моделът има тенденцията да представя мрежата като йерархия отдолу нагоре, тя наистина е триизмерна и неограничена мрежа. В крайна сметка потребителите на по-високо ниво ще бъдат консумирани и от детритиворите и разградителите.

По същия начин, минералните хранителни вещества, отделяни от детритививодите и разлагащите се вещества, ще бъдат отново включени в мрежата от първичните производители.

- Поток от енергия и материя

Екосистемата е сложно взаимодействие на абиотични фактори (климат, почва, вода, въздух) и биотични фактори (живи организми). Материята и енергийният поток в тази екологична система, като основният източник на енергия е електромагнитното излъчване от Слънцето.

Друг източник на енергия са горещите извори от фумаролите на океанските пропастни дълбочини. Този източник захранва много специфични трофични мрежи, само на морското дъно.

- Производители

Растенията и водораслите произвеждат организми

Производителите са всички онези организми, които получават енергията си от неорганични източници, или слънчева енергия, или неорганични химични елементи. Тези производители представляват входна точка за енергия и материя в хранителната мрежа.

Слънчева енергия и живот

Енергията на Слънцето не може да се използва от всички живи организми за тяхното структурно и функционално развитие. Само автотрофните организми могат да го асимилират и да го трансформират в асимилируеми форми до края на живота на Земята.

Това е възможно благодарение на биохимична реакция, наречена фотосинтеза, активирана от слънчевата радиация, улавяна от специализиран пигмент (хлорофил). Използвайки вода и атмосферен CO2, фотосинтезата преобразува слънчевата енергия в химическа енергия под формата на въглехидрати.

От въглехидратите и използвайки минерали, абсорбирани от почвата, автотрофните организми могат да изградят всички свои структури и да активират метаболизма си.

Основните автотрофи са растенията, водораслите и фотосинтетичните бактерии, които съставляват първото ниво на трофичната верига. Следователно всеки организъм, който консумира автотроф, ще има достъп до тази химическа форма на енергия за собственото си развитие.

Chemotrophs

Архейското царство (едноклетъчно подобно на бактериите) включва организми, способни да получават енергия от окисляването на неорганични съединения (литотрофи). За това те не използват слънчевата светлина като основен източник на енергия, а химикали.

Тези вещества се получават например в дълбоководното море, излъчвано от бягствата на подводни вулкани. По същия начин те са автотрофни организми и поради това също са част от основата на хранителните вериги.

- Първични потребители

Това ниво включва хетеротрофни организми, тоест те не са способни да произвеждат собствена храна и я получават чрез консумация на първични производители. Следователно всички тревопасни животни, а също и организми, които консумират хемосинтетични археи, са първични потребители.

Тревопасните животни

Не всички растителни структури се усвояват лесно като месестите плодове, които са се развили, за да се консумират и помагат за разпръскването на семената.

Hervíboro. Източник: Лари Д. Мур

В този смисъл тревопасните се адаптират да усвояват влакнести растителни тъкани чрез сложни храносмилателни системи. В тези системи се установяват симбиотични връзки с бактерии или протозои, които подпомагат процеса чрез ферментация.

всеядни

Всеядните консумират организми, способни да се държат като първични, вторични и дори третични потребители. Тоест, те са организми, които консумират както храна от растителен, животински, гъбичен или бактериален произход.

Тази категория включва хората, също и техните роднини, шимпанзетата и други животни като мечки. По същия начин много детритрови и разлагащи се държат стриктно като всеядни.

Наличието на всеядни, особено на междинните нива на мрежите, правят техния анализ по-сложен.

- Вторични потребители

Те са онези хетеротрофни организми, които не са в състояние директно да консумират производителите и да получат енергията си, като консумират първичните потребители. Те съставляват месоядните животни, които поглъщат и усвояват тъканите, които съставляват тялото на първичните потребители, за да получават енергия и да се развиват.

По-малки хищници

Като вторични потребители, особено тези организми, които, докато се хранят с първичните потребители, могат да бъдат обект на потребление. В този случай те ще служат като храна за по-големи хищници, които съставляват категорията на третичните потребители.

Насекомоядни растения

Dionaea muscipula

Друг случай, който въвежда сложност в трофичните мрежи, е случаят с насекомоядни растения. Тези растения са производители, доколкото извършват процеса на фотосинтеза от слънчевата енергия, но също така са вторични и третични потребители, тъй като те разграждат насекомите.

Например растителните видове от семействата Droseraceae (род Drosera) и Sarraceniaceae (род Heliamphora), растат по върховете на тепуи (табларни планини с пясъчник с почви, бедни на азот). Тези видове растения са се развили, за да получат азот от телата на насекоми и дори малки жаби.

- третични потребители

Те са хетеротрофни организми, които се хранят с други потребители, независимо дали първични или вторични. В случай на всеядни, те също включват директно производители в диетата си.

Ето супер хищниците, които са организми, способни да предразполагат други, но не са обект на хищничество. Въпреки това, в края на жизнения си цикъл те в крайна сметка биват изядени от чистачи, детритививои и разлагачи.

Супер хищници

Смята се, че са на върха на хранителната пирамида, като хората са основният супер хищник. Почти всички хранителни мрежи имат един или повече от тези супер хищници като лъвът в африканската савана и ягуара в тропическите гори на Амазонка.

Хищници. Източник: Лука Галуци (Лукаг)

В морските екосистеми са акули и китове убийци, докато в тропическите сладководни екосистеми има крокодили и алигатори.

Мършояди

Някои животни се хранят с трупове на други животни, които не са били ловувани от тях. Такъв е случаят с бръмбарди или лешояди, както и някои видове хиени (петна хиена е способна да ловува).

Следователно става дума за потребители, които се хранят с потребители от всяко трофично ниво. Някои автори ги включват в разградители, докато други отричат ​​това местоположение, защото тези животни консумират големи парчета месо.

Всъщност има някои хищници, които действат като чистачи, когато ловът е оскъден, като големи котки и дори хора.

Паразити

Различните форми на паразитизъм също са фактор за сложността на хранителните мрежи. Бактерия, гъбичка или патогенен вирус консумират паразитирания организъм и дори причиняват неговата смърт и поради това се държат като потребители.

- Декомпозитори или детритививори

Тя включва голямото разнообразие от организми, които допринасят за разграждането на органичната материя, след като живите същества умрат. Те са хетеротрофи, които се хранят с разлагаща се органична материя и включват бактерии, гъбички, протестисти, насекоми, анелиди, раци и други.

Бактерии и гъбички

Въпреки че тези организми не са в състояние директно да поглъщат части от органична материя, те са много ефективни разлагачи. Те правят това благодарение на секрецията на вещества, способни да разтварят тъканите и след това да абсорбират хранителни вещества.

Detritivores

Detritivore. Източник:

Тези организми директно консумират разлагаща се органична материя, за да получат храната си. Например, земни червеи (Lumbricidae), които обработват органични вещества, скалата на влагата (Oniscidea), бръмбари и много видове раци.

Видове хранителна мрежа

Има различни критерии за класифициране на хранителни мрежи и по принцип има толкова видове хранителни мрежи, колкото има екосистеми на Земята.

- Според доминиращата среда

Първият критерий за класификация се основава на двете основни съществуващи медии на планетата, които са земя и вода. По този начин съществуват наземни мрежи и водни мрежи.

От своя страна водните мрежи се обособяват в сладководни и морски; съществуващи за всеки случай различни видове мрежи.

- Според биологичното взаимодействие

Те могат също да бъдат диференцирани според преобладаващото биологично взаимодействие, като най-често срещаните са тези, основани на хищничество. При тях хищническата последователност се генерира от първичните производители и тяхното потребление от тревопасните.

паразитизъм

Съществуват и трофични мрежи, базирани на паразитизъм, в които вид, обикновено по-малък от гостоприемника, се храни с него. От друга страна има хиперпаразити (организми, които паразитират други паразити).

Например, растението семейство Loranthaceae групира заедно хемипаразитни растения. В този случай растенията извършват фотосинтеза, но паразитизират други растения, за да получат вода и минерали.

Освен това има някои видове от това семейство, които паразитизират други растения от същата група и се държат като хиперпаразити.

- Според модела на представителство

Хранителните мрежи също се класифицират в зависимост от използвания модел на представителство. Това зависи от интереса на изследователя, според който моделът ще отразява определен тип информация.

Така съществуват мрежи източници, потънали мрежи, мрежи за свързаност, мрежи за енергиен поток и функционални мрежи.

Източни мрежи

Тези модели се фокусират върху основните източници на възли, тоест тези, които осигуряват най-голямо количество храна на системата. По такъв начин, че те представляват всички хищници, които се хранят с тези възли и количеството храна, което получават.

Потънали мрежи

За разлика от предишния модел, този се фокусира върху възлите хищници, представяйки цялата им плячка и това, което тези плячки консумират. По този начин, докато изходната мрежа върви отдолу нагоре в последователността на трофичните нива, потъналата мрежа следва обратния път.

Мрежи за свързаност

В този случай човек започва от мрежата като цяло и се опитва да представи всички възможни хранителни връзки в екосистемата.

Мрежи за захранване

Този тип уеб-модел за храна се фокусира върху количествения поток на енергия през екосистемата. Това са така наречените стехиометрични изследвания, които установяват количествата материя и енергия, които взаимодействат в реакцията и измерват продукта.

Функционални мрежи

Функционалните мрежи се фокусират върху установяването на теглото на всяка подгрупа от възли в работата на системата, определяне на структурата и функциите. Предполага се, че не всички взаимодействия с храните, които се случват в екосистемата, имат еднакво значение за нейната функционална стабилност.

В същото време този тип мрежа оценява колко от възможните трофични връзки в дадена екосистема действително съществуват и кои възли осигуряват повече или по-малко биомаса.

- Еволюция на хранителните мрежи

И накрая, хранителната мрежа може да бъде неоекологична или палеоекологична. В първия случай той представлява актуална мрежа за храна, а във втория - реконструкция на вече изчезнала мрежа.

Земна хранителна мрежа

В сухоземната среда има голямо разнообразие от екосистеми, съставени от различни комбинации от видове. Следователно трофичните паяжини, които могат да бъдат ограничени, достигат огромна бройка.

Земна хранителна мрежа. Източник: chris 論 (чрез произведения на J. Patrick Fischer, C. Schuhmacher, Madprime, Luis Fernández García, Luis Miguel Bugallo Sánchez, chung-tung yeh, Susanne Heyer и Simon Andrews)

Необходимо е да се има предвид, че биосферата е изцяло взаимосвързана сложна система, поради което тя е гигантска хранителна мрежа. Въпреки това, за да разбере функционирането на природата, човекът определя функционалните части на тази мрежа.

По този начин е възможно да се характеризират трофичната мрежа на тропическа гора, умерена гора, савана или пустиня, като отделни единици.

- хранителна мрежа на гората

В тропическа гора разнообразието от живи организми е огромно, както и микросредата, която се генерира в него. Следователно взаимодействията с храни, които възникват, също са много разнообразни.

Производителност и колоездене на хранителни вещества

Растителната производителност на тропическата гора е висока и също така има висока ефективност при рециклирането на хранителни вещества. Всъщност най-високият дял на хранителните вещества се намира в растителната биомаса и в постелята, която покрива почвата.

Производителите

Най-голямото събиране на слънчева енергия от производителите в тропическата гора се среща в горния балдахин. Има обаче няколко долни слоя, които улавят светлината, която успява да филтрира, включително катерачи, епифити, билки и земни храсти.

Първични потребители

В съответствие с горното, повечето от основните консуматори на горски фуражи в горския балдахин. Има голямо разнообразие от насекоми, които се хранят с листата на дърветата, докато птиците и плодовите прилепи консумират плодове и семена.

Има и бозайници като маймуни, лениви и катерици, които се хранят с листа и плодове.

Вторични потребители

Много птици са насекомоядни, а някои насекоми като молещите се богомолци са хищници на други тревопасни насекоми. Има и насекомоядни бозайници, като медната мечка, която консумира мравки, в случая и тревопасни и месоядни.

Мравки от джунглата

Една от най-многобройните и таксономично разнообразни групи в джунглите са мравките, въпреки че поради размера си те остават незабелязани.

Различните видове мравки могат да се държат като първични потребители, хранят се с листа и растителни секрети. Други видове действат като вторични потребители, като ловуват и хранят други насекоми и дори по-едри животни.

мравки Източник: Мохамед Махди Карим

Виден случай са легионерските мравки или тълпи в тропическите гори, които периодично съставляват маси от хиляди или милиони индивиди. Те напредват заедно, преследвайки всички животни, недостъпни за тях, главно насекоми, въпреки че могат да консумират малки гръбначни.

Преливна гора или наводнена гора

Този вид гора е ясен пример за сложността, до която може да достигне трофичната мрежа в тропическата гора. В този случай по време на сезона на дъждове в планинските вериги, които пораждат големите реки, които пресичат горите, настъпват наводнения.

Водите на реката проникват в джунглата, достигайки до 8 и 10 м височина и при тези условия сладководни и сухоземни силватични трофични мрежи са интегрирани.

По този начин има случаи като рибата Arapaima gigas, която е способна на скок да улови малки животни, кацнали на листата на дърветата.

Третични потребители

Големите хищници на тропическите гори са котки, големи змии, както и крокодили и алигатори. В случая с тропическите гори на американските тропици, ягуарът (Panthera onca) и анакондата (Eunectes murinus) са примери за това.

От своя страна в африканската джунгла има леопард, отровната черна мамска змия (Dendroaspis polylepis) или африканският питон (Python sebae). А в случая с тропическа Азия са тигърът (Panthera tigris) и ретикулиран питон (Malayopython reticulatus).

Има и хищни птици, които заемат най-високото трофично ниво, като харпуевият орел (Harpia harpyja).

разлагащи

Подът на тропическите гори представлява екосистема за себе си с голямо разнообразие от организми. Те включват различни групи като бактерии, гъбички, протестисти, насекоми, анелиди и бозайници, които правят своите бразди там.

Повечето от тези организми допринасят за процеса на разлагане на органична материя, която се абсорбира от сложна система от корени и гъби.

Установено е, че ризосферата (почвената коренова система) включва така наречените микоризни гъбички. Тези гъби установяват симбиотични връзки с корените, които им осигуряват хранителни вещества, а гъбите улесняват усвояването на водата и минералите от дървото.

- Мрежата за пусти храни

Пустините са екосистеми с ниска производителност поради техните екологични условия, особено ограниченото водоснабдяване и екстремните температури. Тези условия на околната среда обуславят оскъдна растителна покривка, така че производството е ограничено, а наличната фауна е оскъдна.

Малкото растителни видове като животни са се приспособили в своя еволюционен процес към тези условия. Повечето животни имат нощни навици и прекарват деня в подземни ями, за да избегнат слънчевата радиация.

Производителите

В тези екосистеми производителите са съставени от ксерофилни растителни видове (адаптирани към условията на суша). В случая с американските пустини кактусите са добър пример за това и те предоставят ядливи плодове, консумирани от насекоми, птици и гризачи.

Първични потребители

В пустинните райони живеят насекоми, птици, влечуги и гризачи, които се хранят с малкото растения, които обитават пустинята. В пустинята Сахара има видове тревопасни животни, които могат да преминат дълги периоди без питейна вода.

Дромедарий (Camelus dromedarius). Източник: Сезар I. Мартинс от Юндиай, Бразилия

Сред тях са дромедарът (Camelus dromedarius) и газелата доркас (Gazella dorcas).

Вторични потребители

Месоядните видове обитават пустинята, която се храни с първични потребители. Сред тях са паякообразни като скорпиони, които се хранят с други насекоми.

По същия начин има хищни птици като ястреби и сови, които улавят други птици, гризачи и влечуги. Има и отровни змии като гърмящата змия (Crotalus spp.), Чиято плячка са главно пустинните гризачи.

В американските пустини сред бозайниците са пумата (Puma concolor) и койотът (Canis latrans). Докато в Сахара живеят няколко вида лисица, сред тях фенекът (Vulpes zerda) и бледата лисица (Vulpes pallida).

Третичен потребител

Сахарският гепард (Acinonyx jubatus hecki) е най-големият хищник в тази пустиня, но за съжаление е застрашен от изчезване.

Морска трофична мрежа

Мрежа за морска храна. Източник: chris 論 (чрез произведения на J. Patrick Fischer, C. Schuhmacher, Madprime, Luis Fernández García, Luis Miguel Bugallo Sánchez, chung-tung yeh, Susanne Heyer и Simon Andrews)

Разнообразието на морската среда също определя голямо разнообразие от трофични мрежи. В този случай се открояват два типа основни трофични мрежи: тази, базирана на фитопланктона и тази, поддържана от хемосинтетични археи.

- Въз основа на фитопланктона

Най-характерната хранителна мрежа на морската среда се основава на активността на фитопланктона (микроскопични фотосинтетични организми, които плават в повърхностните слоеве). От тези производители се генерират различни хранителни вериги, които формират сложните морски трофични мрежи.

Производителите

Фитопланктонът включва множество видове цианобактерии, протисти и едноклетъчни водорасли като диатомите. Те са фотосинтетични автотрофи, които формират популации от милиарди микроскопични индивиди.

Фитопланктон (диатоми). Източник: проф. Гордън Т. Тейлър, университет Стони Брук

Те се пренасят от океанските течения и служат като храна за първичните потребители. В плитки води, където слънчевата светлина достига, се развиват ливади от водорасли и дори водни покритосеменни растения.

Производителите служат и като храна за риби, морски костенурки и други организми, които от своя страна са предшествани.

Първични потребители

Една от основните е зоопланктонът, който е микроскопични животни, които също са част от планктон и се хранят с фитопланктон. Освен това други основни потребители са синият кит, китовата акула и много риби.

В кораловите рифове кораловите полипи се хранят с фитопланктон, а други организми се хранят с полипи. Такъв е случаят с папагал (Scaridae) и звездата от тръни (Acanthaster planci).

Вторични потребители

Сред тях са разнообразни организми, които се хранят с риба, като други риби, анемони, охлюви, раци, тюлени, морски лъвове.

Третични потребители

Големите морски хищници са акули, особено по-големите видове като бялата акула. Друг голям хищник в открито море е китът убиец, както и делфините, които са един от любимите плячки на кита убиец, който от своя страна се храни с риба.

разлагащи

Процесът на разлагане се подпомага от условията на морската среда и действието на бактериите и разлагащите се червеи.

- На базата на хемосинтетични археи

В хидротермалните отвори, които се намират в океанските хребети на над 2000 м дълбочина има много особени екосистеми. Като се има предвид, че морското дъно на тези дълбочини е почти пусто, експлозията на живота в тези райони се откроява.

Производителите

Слънчевата светлина не достига тези дълбочини, поради което процесът на фотосинтеза не може да се развие. Ето защо хранителната мрежа на тези екосистеми се поддържа от автотрофни организми, които получават енергия от друг източник.

В този случай те са археи, които са способни да окисляват неорганични съединения като сяра и да произвеждат химическа енергия. Тези бактерии намират среда, благоприятна за тяхното масово размножаване благодарение на топлите води на фумаролите, генерирани от вулканична активност.

По същия начин тези фумароли изхвърлят съединения като сяра, които служат за тяхната химиосинтеза.

Първични потребители

Животни като миди, червеи и други организми се хранят с археи. По същия начин има много особени симбиотични асоциации като тази на стомаха, наречена плоскоклетъчен охлюв (Crysomallon squamiferum).

Този охлюв зависи изключително от симбиотичната връзка, която той установява с хемосинтетичните археи, които му осигуряват храна.

Вторични потребители

Някои дълбоководни риби се хранят с други организми, които от своя страна консумират хемосинтетичните бактерии.

Detritivores

В дълбокия океан има видове риби, червеи и други организми, които живеят върху органични отломки, които се утаяват от повърхността.

Течения и хранителни вещества

Студените дълбоки течения изтласкват хранителни вещества от морското дъно на повърхността, като по този начин интегрират морските хранителни мрежи.

Препратки

1. Calow, P. (Ed.) (1998). Енциклопедия по екология и управление на околната среда.
2. Cruz-Escalona, ​​VH, Morales-Zárate, MV, Andrés F. Navia, AF, Juan M. Rodriguez-Baron, JM и del Monte-Luna, P. (2013). Функционален анализ на трофичната мрежа на Bahía Magdalena Baja California Sur, Мексико. В t. Am. J. Aquat. Говеждо.
3. Margalef, R. (1974). Екология.
4. Montoya, JM, Solé, RV и Rodríguez, MA (2001). Архитектурата на природата: сложност и нестабилност в екологичните мрежи. Екосистеми.
5. Purves, WK, Sadava, D., Orians, GH и Heller, HC (2001). Life. Науката за биологията.
6. Thompson, RM, Hemberg, M., Starzenski, BM и Shurin, JB (2007). Трофични нива и трофични заплитания: разпространението на всеядния живот в истинските хранителни мрежи. Екология.