46.1B: Харчові ланцюги та харчові мережі

Внесок Безмежний
Загальна мікробіологія на Безмежному

Харчова мережа описує потік енергії та поживних речовин через екосистему, тоді як харчовий ланцюг - це лінійний шлях через харчову мережу.

Розрізняють ланцюги живлення та харчові мережі як моделі енергетичного потоку в екосистемах

Ключові моменти

Організми можуть бути організовані за трофічними рівнями: первинний виробник, первинний споживач, вторинний споживач і третинний або споживач вищого порядку.
Енергія зменшується з кожним наступним трофічним рівнем, перешкоджаючи більш ніж чотирьом або п’яти рівням у харчовому ланцюзі.
Екосистема, як правило, має два різних типи харчових мереж: пасуча харчова мережа на основі фотосинтезуючих рослин або водоростей, а також пошкоджена харчова мережа на основі розкладачів (таких як гриби).
Існують різні типи харчових мереж, включаючи випасаючі харчові мережі на основі фотосинтетичних рослин (таких як водорості) або збиткові харчові мережі на основі розкладачів (таких як гриби).

Ключові терміни

детритиворе: організм, який харчується детритом; розкладач
харчовий ланцюг: взаємозв’язки між видами в біотичній спільноті; лінійний шлях через харчову павутину
трофічний рівень: особливе становище, яке займає група організмів у харчовому ланцюгу (первинний виробник, первинний споживач, вторинний споживач або третинний споживач)

Харчові ланцюги та харчові мережі

В екології харчова мережа описує живильні зв’язки між організмами в біотичній спільноті. І енергія, і поживні речовини протікають через харчову мережу, рухаючись через організми, коли їх споживає організм над ними в харчовій мережі. Єдиний шлях енергії через харчову мережу називається харчовим ланцюгом.

Трофічні рівні

Кожен організм у харчовій павутині може бути класифікований за трофічним рівнем відповідно до його положення в мережі. Залежно від місця перебування організму в харчовій мережі, його можна згрупувати у декілька з цих категорій. Енергія та поживні речовини піднімаються на трофічний рівень у такому порядку:

Первинні виробники
Первинні споживачі
Вторинні споживачі
Третинні та інші споживачі високого рівня

І в харчових мережах, і в харчових ланцюгах стрілки вказують на організм, який споживається, на організм, який його споживає. У багатьох екосистемах дно харчового ланцюга складається з фотосинтезуючих організмів, таких як рослини або фітопланктон, відомі як первинні продуценти. Організми, які споживають первинних продуцентів, є рослиноїдними: первинними споживачами. Вторинні споживачі - це, як правило, м’ясоїдні тварини, які харчуються первинними споживачами, тоді як третинні споживачі - м’ясоїдні тварини, які їдять інших м’ясоїдних. Споживачі вищого рівня харчуються наступними нижчими трофічними рівнями тощо, аж до організмів на вершині харчового ланцюга, які називаються вершинами споживачів. Деякі рядки в харчовій мережі можуть вказувати на більше ніж один організм; ці організми можуть займати різні трофічні рівні залежно від їхнього становища в кожному харчовому ланцюгу в Інтернеті.

Рисунок \ (\ PageIndex \): Харчова павутина: Ця харчова мережа показує взаємодію між організмами на трофічних рівнях в екосистемі озера Онтаріо. Первинні виробники позначені зеленим кольором, первинні споживачі - помаранчевим кольором, вторинні споживачі - синім кольором, а третинні споживачі - апельсиновим кольором. Креветки опосуму їдять як первинних виробників, так і первинних споживачів; отже, він є і первинним споживачем, і вторинним споживачем.

Втрата енергії в тропічних рівнях

Рідко можна зустріти харчові ланцюги, які мають більше чотирьох чи п’яти ланок, оскільки втрата енергії обмежує довжину харчових ланцюгів. На кожному трофічному рівні більша частина енергії втрачається внаслідок біологічних процесів, таких як дихання або пошук їжі. Тільки енергія, яка безпосередньо засвоюється у витратну масу тварини, буде переведена на наступний рівень, коли ця тварина буде з’їдена. Отже, після обмеженої кількості трофічних передач енергії кількість енергії, що залишається в харчовому ланцюзі, не може підтримувати більш високий трофічний рівень. Хоча енергія втрачається, поживні речовини переробляються через відходи або розкладання.

Рисунок \ (\ PageIndex \): Харчовий ланцюг: Це трофічні рівні харчового ланцюга в озері Онтаріо. Енергія та поживні речовини надходять від фотосинтезуючих зелених водоростей внизу до лосося у верхній частині харчового ланцюга. У цьому ланцюжку є лише чотири ланки, оскільки між кожним наступним трофічним рівнем втрачається значна енергія.

Вчений на ім'я Говард Т. Одум продемонстрував втрату енергії на кожному трофічному рівні в екосистемі Сільвер-Спрінгз, штат Флорида, в 1940-х роках. Він виявив, що первинні виробники генерують 20 819 ккал/м 2/рік (кілокалорій на квадратний метр на рік), первинні споживачі - 3368 ккал/м 2/рік, вторинні - 383 ккал/м 2/рік, а третій споживачі виробляють лише 21 ккал/м 2/рік. На кожному наступному трофічному рівні енергія, доступна наступному рівню, значно зменшувалась.

Рисунок \ (\ PageIndex \): Енергія зменшується на рівень трофіки: Показано відносну енергію в трофічних рівнях в екосистемі Сільвер-Спрінгз, штат Флорида. Кожен трофічний рівень має менше доступної енергії і підтримує меншу кількість організмів на наступному рівні.

Види харчових мереж

Часто показано два загальних типи харчових мереж, які взаємодіють в межах однієї екосистеми. Як приклад, пасуча харчова павутина має в основі рослини або інші фотосинтезуючі організми, за якими слідують рослиноїдні та різні м’ясоїдні тварини. Харчова павутина, що руйнується, складається з основи організмів, які живляться органічними речовинами, що розкладаються (мертвими організмами), які називаються декомпозиторами або детритиворами. Ці організми, як правило, є бактеріями або грибами, які переробляють органічний матеріал назад у біотичну частину екосистеми, оскільки вони самі споживаються іншими організмами. Оскільки всі екосистеми потребують методу переробки матеріалу з мертвих організмів, більшість пасовищних павутинних мереж мають пов'язану з ними пошкоджену харчову мережу. Наприклад, в луговій екосистемі рослини можуть підтримувати пасовище харчової павутини різних організмів, первинних та інших рівнів споживачів, одночасно підтримуючи згубну харчову павутину бактерій, грибів та шкідливих безхребетних, що харчуються мертвими рослинами та тваринами.