Живите същества трябва сами да си осигурят мощност за осъществяване на всички техни основни процеси: растеж, дишане, размножаване, взаимодействие с околната среда и др. Те получават тази енергия чрез хранителни веществаНе всички живи същества обаче получават необходимата енергия по един и същи начин. В зависимост от това как си набавят храната и преобразуват енергията, те се разделят на производители, потребителите y разлагачиОт тази класификация, цяла поредица от хранителни взаимоотношения които са известни като трофични връзки o трофични ниваБлагодарение на тях се осъществява потокът от материя и енергия, гарантиращ снабдяването и циркулацията на веществата, необходими за поддържане на живота на планетата.
След като всички тези разлики са разбрани, нека преминем към точното дефиниране на това какво... трофични ниваТрофичните нива са всеки от различните набори от живи същества, които изграждат екосистема. категоризирани според начина, по който си набавят храната и източника на енергия, който използват. Тоест, те описват мястото, което организмът заема в хранителна верига или в хранителна мрежа, като се вземе предвид дали произвежда собствена храна, дали консумира други организми или се храни с останки и разлагаща се материя.
С други думи, трофичните нива ни позволяват да организираме и класифицираме организмите в една екосистема според тяхната функция в нея. поток на материя и енергияТова позволява по-ясно изучаване на хранителните процеси в природата, както в екосистемите наземен както и в водени да разберат как всяка група зависи от останалите.
Определяне на трофичните нива
Индивидите от различните видове, които съставляват биологична общност, като се вземат предвид вид хранене Организмите, които се нуждаят от и получават хранителните си вещества от подобен източник, са групирани в трофични нива. Всяко ниво на тази система представлява група организми, които получават материя и енергия по подобен начин, образувайки един вид стъпки по енергийна стълба, която варира от слънчева енергия до големи хищници и разрушители.
В една проста хранителна верига, продуцентите заемат първото трофично ниво, първичните консументи - второто, вторичните консументи - третото и така нататък до консументите от по-висок порядък. В цялата хранителна верига, разлагачи Те действат върху органичните остатъци на всички нива, затваряйки цикли на материята в екосистемата.
Видове трофични нива в екосистемите
Въпреки че основната схема на трофичните нива прави разлика между производители, потребителите y разлагачиВъв всяка група има подразделения въз основа на специфичната роля, която играят, и вида храна, която консумират. Тази класификация позволява по-подробно разбиране на екологична организация от всяко местообитание.
Първо ниво (продуценти)
На това ниво откриваме индивиди, способни да произвеждат собствена храна, тоест организми производители o автотрофиТези организми са способни директно да улавят енергия от първичен източникСлънцето. Автотрофните организми имат уникалната способност да използват наличието на въглероден диоксид, вода, други минерали и слънчева светлина, за да синтезират свои собствени органични съединения (предимно въглехидрати) през фотосинтеза, на растения, The водорасли и много фотосинтезиращи микроорганизми Те се намират в тази група. Храната, която произвеждат, може да бъде използвана, пряко или косвено, от други организми в екосистемите.
Продуциращите организми съставляват най-ниското трофично ниво и те са база върху които се основават по-висшите нива. Те са единствените, които чрез фотосинтеза са способни да улавят слънчевата енергия и да я трансформират в химическа енергия, съхранявана във връзките на органичните молекули. Без тази първоначална трансформация, останалите живи същества не биха имали достъп до енергията, необходима за жизнените им функции.
Видове автотрофни производители
Сред производителите могат да се разграничат две основни групи според енергийния източник, който използват за синтезиране на органична материя:
- ФотосинтезаториТе се наричат организми фототрофи, които извършват фотосинтеза, използвайки слънчева светлина като източник на енергия. Те използват слънчева светлина в сухоземна и водна среда. Това включва дървета, храсти, тревисти растения, водорасли и многобройни фотосинтезиращи микроорганизми.
- ХемосинтезаториТе са автотрофни организми, които извършват хемосинтезаизползващи енергия от екзотермични неорганични химични реакции. Те са известни като хемолитотрофни организми, много бактерии Те попадат в тази група; те получават енергия чрез окисляване на неорганични вещества (като амоняк, сулфиди или редуцирано желязо) и преобразуват тази енергия в органична материя, затваряйки основни биогеохимични цикли.
В екосистемите наземенНай-видимите производители са сухоземната растителност (дървета, храсти, треви). В екосистемите воденМикроскопични фотосинтезиращи организми, като например фитопланктон, която формира основата на много морски и сладководни хранителни вериги.
Второ ниво (Потребители)
На това ниво откриваме първични потребителиТази група се състои от всички онези индивиди, които получават хранителните си вещества директно от производители, т.е. те се хранят с части от зеленчуци като листа, цветове, плодове или семена. Те се наричат още тревопасни животниКонсуматорските организми са heterótrofosТе произвеждат своя собствена органична материя от органичната материя, която идва от други живи същества; затова се наричат консументи. Въпреки че произвеждат собствена телесна материя, те не са... първични производители, тъй като те зависят от вещество, произведено преди това от автотрофи.
Първичните консументи получават материя и енергия от първо трофично ниво (продуценти) и от своя страна могат да бъдат източник на органична материя за други консументи, които се хранят с тях. В сухоземните екосистеми те включват всичко - от малки фитофаги дори големи тревопасни бозайници като елени, крави или жирафи. Във водните екосистеми много организми от зоопланктон Те се хранят с фитопланктон и също се считат за основни консуматори.
Класификация на потребителите
В допълнение към първичното потребителско ниво, има и други поднива в зависимост от вида храна, която консумират, и позицията им в хранителната верига.
Трето ниво (Вторични потребители)
Тази група е съставена от вторични консуматори, които се хранят директно с първични консументи. Те се наричат още хищницивъпреки че някои може да са всеядни които включват както животни, така и растения в диетата си. Вторичните консументи се различават по вида плячка, която консумират, размера си и методите си на лов.
- Лос лъвове y Tigres Те ловуват зебри, импали, елени и други средно големи бозайници за храна.
- на змииКато цяло, те се хранят с малки гризачи, земноводни и птичи яйца.
- много хищни птициПтици като ястреб врабче, бухал и орел се хранят със змии и гущери, докато много по-малки птици ядат ларви на пеперуди и земни червеи.
- на паяци Те ловят малки насекоми, като мухи и молци.
- В морето някои животни, като например акули и сигурен зъбати китовеТе се хранят с по-малки риби и други морски организми.
Тези организми съставляват трето трофично ниво, тъй като те получават енергия от първичните консуматори и могат да бъдат храна за дори по-големи хищници.
Четвърто ниво (Третично или по-високо ниво на потребителите)
В много екосистеми, a четвърто трофично ниво, образуван от третични потребители или по-големи. Хранят се с вторични консуматори, а в някои случаи и с първични консуматори. Те са големи хищници които са разположени на върха на много хранителни вериги и затова се наричат още супермесояди o върховите хищници.
Тези консуматори могат да се хранят и с двете тревопасни животни (първични потребители), както и хищници (вторични консументи). В определени екосистеми те все още могат да бъдат разграничени четвъртични консументикоито се хранят с третични организми, въпреки че това е по-рядко поради енергийни загуби които се случват при всяко предаване.
Други видове хетеротрофни консументи
В допълнение към основната класификация на първични, вторични и третични консуматори, съществуват и други групи консуматори, които играят ключова роля в екосистемите:
- всеядниТова са организми, които се хранят както с растителна, така и с животинска материя. Те заемат няколко трофични нива едновременно, тъй като могат да консумират както производители, така и други консументи. Класически примери включват... свинско месо, Много птици и човешко същество.
- Сапрофаги o детритивориТе се хранят с мъртва или разлагаща се органична материя. Те могат да бъдат:
- Некрофаги или чистачиТе консумират трупове и останки от мъртви животни. Примери за това са: лешояди, лешояди, хиени и много ларви на насекоми.
- копрофагТе се хранят с екскременти на други животни, като например някои мухи y бръмбари.
- Първични детритиваториТе директно консумират детрит, фрагментирани растителни или животински останки, като например Земни червеи.
- Вторични детритиваториТе се хранят с други първични детритоядни животни, като по този начин се включват в малко по-високи трофични нива във веригата на детрита.
- Паразити y мутуалистиНякои организми се хранят с други, без да ги убиват, както е в случая с паразитите, или установяват взаимноизгодни взаимоотношения (мутуализъм). Въпреки че не винаги се появяват в прости диаграми на трофичното ниво, те също така формират важна част от хранителните вериги.
Междусекторно ниво (Декомпозитори)
Организми разлагачикакто подсказва името им, упражняват действието си върху отломкиТе получават енергията, необходима им за живот, от мъртва растителна маса, животински трупове, екскременти, паднали листа и др. На това ниво откриваме предимно гъби y бактерии, които разбиват органичен материал на мъртви индивиди в прости минерални вещества.
Повечето микроскопични гъби са сапрофитиСред тях имаме дървено ухо, на гъба с шапка, на плесен за хляб и печуркаВ резултат на разлагането се освобождава въглероден диоксид в атмосферата и се освобождават в почвата и водата, включително минерали като калций, калий, фосфор, азот и други елементи, които са били част от тъканите на организмите. По този начин, хранителен цикъл и от въглероден диоксид, като всички елементи могат свободно да се върнат обратно към производителите и да продължат така, цикъл след цикъл.
El кислород Това е друг компонент, необходим за живата материя, освобождаван от продуцентите по време на фотосинтезата и усвояван от тях, от консументите и от разложителите по време на клетъчното дишане. Разложителите представляват съществена връзка за непрекъснатостта на биогеохимични циклиЗащото, ако не разградят органичната материя, тя ще остане затворена и неспособна да бъде усвоена отново от организмите производители. Малко по малко наличните хранителни вещества ще изчезнат, а с тях и производителите, а следователно и всички организми консуматори.
Има животни като buitre, на лешояд, The хиена и други мършояди, които, макар и консуматори, си сътрудничат с разлагачите, като елиминират животински останки, тъй като се хранят само с плътта на мъртви животни. Това е друг механизъм, чрез който хранителните вещества циркулират чрез трофичните нива в екосистемите.
Трофични връзки и хранителни вериги
на трофични връзки Те описват как материята и енергията преминават от един организъм към друг в рамките на една екосистема. Тези взаимоотношения могат да бъдат представени чрез Трофични вериги (линейно) или хранителни мрежи (по-сложно). В хранителната верига всеки организъм се счита за връзка а стрелките показват посоката, в която се пренасят енергията и материята, винаги от храната към консуматора.
В природата обаче рядко срещаме строго линейни хранителни вериги. Един производител може да бъде консумиран от няколко тревопасни животни, които от своя страна могат да бъдат плячка на различни месоядни. Тези множество връзки пораждат хранителни мрежи, които по-добре отразяват истинската сложност на хранителните взаимоотношения в една екосистема.
Освен това, различни видове хранителни вериги могат да бъдат идентифицирани според вида на първоначалния ресурс:
- Хищни веригиТе започват с производители, преминават през тревопасни животни и продължават с месоядни на различни нива.
- Вериги от паразитиВ тези системи производителите и консуматорите са паразитирани от организми, които получават хранителните си вещества от тях, без да ги убиват веднага.
- Хранителни вериги на детритивораТе започват с мъртва органична материя и продължават с различни организми, които я фрагментират и трансформират, докато стигнат до крайните разлагачи.
Енергиен поток
Не всички организми имат способността да улавят слънчевата енергия и да я трансформират в химическа енергия на храната. Производителите са единствените, които са способни да предоставят енергия на останалите видове в биологичната общност. слънчева енергия превърна се в органичен материалОт тях енергията тече по начин, който еднопосочен към консуматорите и към разрушителите, които изграждат хранителната верига.
El биологичен поток на енергия Това се отнася до прехвърлянето на химическа енергия, съдържаща се в храната, от по-ниското трофично ниво, където се намират производителите, към по-високите трофични нива, заети от консументите. За разлика от материята, енергията... не се връща до началната точка, но продължава разсейване под формата на топлина при всяко прехвърляне, съгласно законите на термодинамиката.
Енергията не се рециклира (правило за 10%)
Количеството енергия, прехвърлено от едно трофично ниво към друго, представлява приблизително само едно 10% на енергията, налична на предишното ниво. Това явление е известно като Правилото за 10% и причинява сериозни ограничения по отношение на cantidad и размер от организмите, които могат да бъдат част от хранителната верига. Останалите 90% от енергията не се прехвърлят на следващото ниво, а се губят главно под формата на топлина и в дейности като движение, дишане, размножаване или отделяне.
Вследствие на това, енергията, за разлика от материята, Не е възстановимо в рамките на екосистемата. А постоянен енергиен вход Външна енергия (от Слънцето) е необходима, за да се осигури непрекъснатостта на живота. Тъй като тази функция се изпълнява от продуценти, които улавят слънчевата енергия, тези организми са разпознати като стълбовете на общността и на екосистемата.
Поради тези енергийни загуби, броят на трофичните нива в повечето хранителни вериги обикновено е ограничен, като цяло не повече от пет ниваТова обяснява защо има по-малко големи хищници, отколкото тревопасни животни, и защо трофични пирамиди Те се стесняват към върха.
Трофични пирамиди: енергия, биомаса и брой
За графично представяне на структурата на трофичните нива се използват т.нар. трофични пирамидиТова са модели във формата на триъгълник или стъпала, в които всяко трофично ниво е представено от площ, пропорционална на определена екологична променлива, като например налична енергия, The биомаса о ел брой индивиди.
- Енергийни пирамидите показват енергиен поток от едно ниво на друго. Всяка стъпка представлява нетната продукция на всяко трофично ниво. Поради правилото за 10%, тези пирамиди Те никога не са обърнати: енергията, съхранена на едно ниво, винаги е по-голяма от тази на следващото.
- Пирамиди от биомаса: представляват количество биомаса присъстващи на всяко трофично ниво в даден момент. Ширината му е пропорционална на общата маса на организмите на всяко ниво. Във водните екосистеми те могат да изглеждат обърнати, тъй като фитопланктонът се размножава много бързо и моментната му биомаса може да е по-малка от тази на неговите консуматори.
- Пирамиди от числа: посочете брой индивиди на всяко ниво. Понякога се използват по-рядко, защото могат да дадат частична гледка (например, едно дърво може да изхрани много тревопасни животни).
Във всички тези представяния първото ниво на производители е показано с най-широка база, тъй като концентрира най-голямо количество налична енергия и биомаса. Горните нива се стесняват поради натрупаните енергийни загуби и по-малкия брой организми, които могат да се поддържат на всяко ниво.
Материята може да се рециклира.
Материята, използвана от живите същества, идва от аз обикновено, от Aire и водаВъв всяка трофична връзка, освен енергията, материята се пренася от едно ниво на друго. Но, за разлика от енергията, материята наистина се пренася. рециклирайте непрекъснато в рамките на екосистемите.
Това се случва благодарение на процеси като фотосинтеза и дишанекоито рециклират елементи като кислород, водород и въглерод между въздуха, водата и организмите; и благодарение на дейността на разлагачикоито рециклират други минерални вещества обратно в почвата и водата. Тези вещества могат да бъдат използвани повторно от производителите, като по този начин цикълът се затваря. цикъл на материята.
Декомпозиторите и минерализаторите играят ключова роля в това рециклиране: те трансформират биоразградимата органична материя в проста неорганична материя (минерални соли), която може да бъде усвоена отново от корените на растенията и водните автотрофни организми. По този начин, докато Енергийният поток е еднопосочен и отворен, на Потокът на материята е цикличен и затворен в рамките на екосистемата.
Екологично значение на трофичните нива
В областта на екологията, съществуването на производители, потребителите y разлагачи в даден регион е от основно значение за поддържането на екологичен балансДори в райони с ниско биоразнообразие, някои групи зависят от други за достъп до основна енергия и хранителни вещества.
Ако нямаше производители (главно растения и други автотрофи), консуматорските организми нямаше да могат да се хранят и следователно не биха съществували. По подобен начин, без разложители, органичната материя би се натрупвала, без да се разлага, а хранителните вещества биха останали неподвижни, което би попречило на растенията да ги използват повторно. Трофичните нива показват наличност на храна и енергия в специфична екосистема, сложността на „кой кого изяжда“ и силните зависимост сред различните живи същества.
Разбирането на трофичните нива ни позволява да разберем и защо промени, като изчезването на ключов вид, въвеждането на инвазивни видове или замърсяването, могат да нарушат баланса на екосистемите. хранителни мрежиВсяка голяма промяна в основата на пирамидата (производители) или при най-големите хищници може да има каскадни ефекти върху цялата екосистема.
Накратко, трофичните нива помагат да се обясни как е организиран животът в екосистемите, как циркулират енергията и материята и защо всеки организъм, от разлагаща бактерия до голям хищник, изпълнява специфична роля. незаменима екологична функция в поддържането на живота на Земята.