Харчові ланцюги та мережі

Харчові ланцюги та харчові мережі показують, як енергія передається в екосистемі (області, в якій живі істоти взаємодіють між собою та своїм середовищем) від одного організму до іншого у вигляді їжі. Оскільки всі організми в екосистемі потребують поживних речовин у формі їжі, терміни харчовий ланцюг і харчова мережа описують взаємозв'язок між живленням різних популяцій екосистеми.

Серед багатьох процесів, що відбуваються в кожній екосистемі, жоден не є важливішим за передачу енергії від однієї живої істоти до іншої. Без цього енергетичного обміну жоден організм не зміг би вижити. Екологи використовують термін харчовий ланцюг, щоб описати типовий шлях або шлях, яким проходить енергія (їжа), переходячи від однієї групи живих істот до іншої. Простим ланцюгом живлення буде: зелена рослина - миша, змія - орел. У цьому прикладі зелена рослина є першою ланкою ланцюга, що виробляє хімічну енергію з сонячного світла в процесі фотосинтезу. Рослина поїдає миша, яка поглинає енергію рослини. У свою чергу, мишу з’їдає змія, яка поглинає енергію миші.

Нарешті орел споживає змію і отримує енергію змії. Цей ланцюг стає круговим, коли орел гине і його органічна речовина відновлюється до поживних речовин, які повертаються в грунт організмами, які називаються розкладачами.

Зараз екологи віддають перевагу терміну "харчова павутина" як більш реалістичному опису того, що насправді відбувається в цьому процесі. Оскільки вони відчувають, що слово "ланцюг" передбачає впорядковане зв'язування рівних частин, вони використовують замість цього "харчову павутину", яку можна описати як сукупність харчових ланцюгів. У природному світі харчові ланцюги надзвичайно складні, оскільки не існує точного порядку, в якому зазначено, яка істота повинна яку їсти. Поняття Інтернету є більш складним, ніж поняття ланцюга, і передбачає мережу з'єднань, а не пряме, одностороннє зв'язування.

Першою ланкою харчового ланцюга (або першою стадією харчової мережі) є організми, відомі як первинні продуценти. Їх також називають "автотрофами", оскільки вони можуть самостійно готувати їжу. Зелені рослини та деякі форми бактерій є основними продуцентами, оскільки вони починають ланцюг, виконуючи фотосинтез. Вловлюючи сонячне світло і використовуючи його енергію для проведення ряду хімічних реакцій, зелені рослини виробляють глюкозу, наповнену енергією. У морі первинними продуцентами є плавучі мікроорганізми, відомі як планктон. На суші зелені рослини їдять рослиноїдні тварини (плантаційні тварини), які вважаються основними споживачами. У свою чергу, ці первинні споживачі стають їжею для інших тварин, званих вторинними споживачами. Кожна сходинка по сходах складається з меншої кількості м’ясоїдних тварин. Потім кожен харчовий ланцюг починається з автотрофу і закінчується м’ясоїдом (м’ясоїдною твариною), яку більша тварина сама не з’їдає. Ведмідь - хороший приклад хижака, який знаходиться на вершині харчового ланцюга. Коли верхні хижаки гинуть, їхні тіла зазвичай їдять смітники, як стерв'ятники. Що залишається, розкладається розкладачами (бактеріями та грибами) і повертається на Землю як поживні речовини для використання автотрофами (зеленими рослинами).

Екологи використовують моделі, такі як енергетичні піраміди, щоб оцінити, скільки енергії може виробляти екосистема, а отже, скільки життя вона може підтримувати. Зазвичай вони намагаються виміряти загальну продуктивність виробників і перетворити це на кількість теплової енергії на одиницю площі.

Інший спосіб вимірювання продуктивності - це вимірювання «біомаси» (загальної кількості виробленої органічної речовини) екосистеми. Деякі екосистеми, природно, продуктивніші за інші. Наприклад, ліс продуктивніший за пустелю. Крім того, діяльність людини може мати руйнівний вплив на харчову мережу, якщо вона спричиняє серйозні зміни на одному з її рівнів.