PĀRTIKAS ĶĒDE: ELEMENTI, PĀRTIKAS PIRAMĪDA UN PIEMĒRI - BIOLOĢIJA - 2025

Pārtikas un trofisko ķēde ir grafisks vairākiem savienojumiem, kas pastāv, attiecībā uz patēriņa mijiedarbību starp dažādām sugām, kas ir daļa no kopienas.

Trofiskās ķēdes ir ļoti dažādas, atkarībā no pētītās ekosistēmas, un tās veido dažādi tur esošie trofiskie līmeņi. Katra tīkla bāzi veido primārie ražotāji. Tie spēj veikt fotosintēzi, uztverot saules enerģiju.

Avots: Roddelgado, no Wikimedia Commons

Secīgus ķēdes līmeņus veido heterotrofiski organismi. Zālēdāji patērē augus, un tos patērē plēsēji.

Daudzas reizes attiecības tīklā nav pilnīgi lineāras, jo dažos gadījumos dzīvniekiem ir plaša diēta. Piemēram, plēsējs var baroties ar plēsējiem un zālēdājiem.

Viena no izcilākajām pārtikas aprites īpašībām ir neefektivitāte, ar kādu enerģija pāriet no viena līmeņa uz otru. Liela daļa no tā tiek zaudēta siltuma veidā, un tikai aptuveni 10% iziet cauri. Šī iemesla dēļ pārtikas ķēdes nevar paplašināt un daudzlīmeņu.

No kurienes nāk enerģija?

Visām darbībām, kuras veic organismi, nepieciešama enerģija - sākot no pārvietošanās pa ūdeni, pa zemi vai pa gaisu, līdz molekulas pārvadāšanai šūnu līmenī.

Visa šī enerģija nāk no saules. Saules enerģija, kas pastāvīgi izstaro uz planētas Zeme, tiek pārveidota ķīmiskās reakcijās, kas baro dzīvi.

Tādā veidā no vides tiek iegūtas visvienkāršākās molekulas, kas ļauj dzīvot, barības vielu veidā. Pretstatā ķīmiskajām barības vielām, kuras ir konservētas.

Tāpēc ir divi pamatlikumi, kas regulē enerģijas plūsmu ekosistēmās. Pirmais nosaka, ka enerģija divās ekosistēmās pārvietojas no vienas kopienas uz otru caur nepārtrauktu plūsmu, kas iet tikai vienā virzienā. Ir jāaizstāj saules avota enerģija.

Otrais likums nosaka, ka barības vielas nepārtraukti iziet ciklus un tiek atkārtoti izmantotas vienā un tajā pašā ekosistēmā, kā arī starp tām.

Abi likumi modulē enerģijas pāreju un veido sarežģīto mijiedarbības tīklu, kas pastāv starp populācijām, starp kopienām un starp šīm bioloģiskajām vienībām ar to abiotisko vidi.

Elementi, kas to veido

Avots: Wikimedia Commons. Autors: Evamaria1511

Ļoti vispārīgā veidā organiskās būtnes klasificē pēc veida, kādā tās iegūst enerģiju attīstīties, uzturēt un vairoties, autotrofos un heterotrofos.

Autotrofi

Pirmajā grupā, autotrofos, ietilpst indivīdi, kuri spēj uzņemt saules enerģiju un pārveidot to ķīmiskajā enerģijā, kas tiek glabāta organiskajās molekulās.

Citiem vārdiem sakot, autotrofiem nav nepieciešams patērēt pārtiku, lai izdzīvotu, jo viņi to spēj radīt. Viņus bieži sauc arī par “ražotājiem”.

Pazīstamākā autotrofisko organismu grupa ir augi. Tomēr pastāv arī citas grupas, piemēram, aļģes un dažas baktērijas. Tiem ir visi metabolisma mehānismi, kas nepieciešami fotosintēzes procesu veikšanai.

Saule, enerģijas avots, kas baro zemi, darbojas, sakausējot ūdeņraža atomus, veidojot hēlija atomus, procesa laikā atbrīvojot milzīgu enerģijas daudzumu.

Tikai neliela šīs enerģijas daļa nonāk zemē kā siltuma, gaismas un ultravioletā starojuma elektromagnētiskie viļņi.

Kvantitatīvā izteiksmē lielu daļu enerģijas, kas sasniedz zemi, atspoguļo atmosfēra, mākoņi un zemes virsma.

Pēc šī absorbcijas notikuma paliek pieejams aptuveni 1% no saules enerģijas. No šī daudzuma, kas sasniedz zemi, augiem un citiem organismiem izdodas sagūstīt 3%.

Heterotrofi

Otro grupu veido heterotrofiski organismi. Viņi nespēj veikt fotosintēzi, un viņiem aktīvi jāmeklē barība. Tāpēc pārtikas ķēžu kontekstā viņus sauc par patērētājiem. Vēlāk redzēsim, kā viņi tiek klasificēti.

Enerģija, ko atsevišķiem ražotājiem izdevās uzglabāt, ir citu organismu, kas veido sabiedrību, rīcībā.

Sadalītāji

Ir organismi, kas līdzīgi veido trofisko ķēžu "pavedienus". Tie ir sadalītāji vai gružu ēdāji.

Sadalītājus veido neviendabīga mazu dzīvnieku un protistu grupa, kas dzīvo vidē, kur uzkrājas bieži atkritumi, piemēram, lapas, kas nokrīt zemē, un līķi.

Starp izcilākajiem organismiem, kurus mēs atrodam: sliekas, ērces, miropodi, protisti, kukaiņi, vēžveidīgie, kas pazīstami kā rupjmaizes, nematodes un pat plēsoņas. Izņemot šo lidojošo mugurkaulnieku, pārējie organismi ir diezgan izplatīti atkritumu atradnēs.

Tās loma ekosistēmā sastāv no enerģijas, kas uzkrāta atmirušajās organiskajās vielās, ieguves, izdalot to progresīvākā sadalīšanās stāvoklī. Šie produkti kalpo kā pārtika citiem sadalīšanās organismiem. Tāpat kā sēnes, galvenokārt.

Šo aģentu sadalīšanās darbība ir būtiska visās ekosistēmās. Ja mēs likvidētu visus sadalītājus, mums būtu pēkšņa līķu un citu lietu uzkrāšanās.

Bez tam, tiktu zaudētas šajos ķermeņos uzglabātās barības vielas, augsni nevarētu barot. Tādējādi kaitējums augsnes kvalitātei krasi samazinātu augu dzīvi, pārtraucot primārās ražošanas līmeni.

Trofiskie līmeņi

Pārtikas ķēdēs enerģija pāriet no viena līmeņa uz otru. Katra no minētajām kategorijām veido trofisko līmeni. Pirmo veido liela ražotāju daudzveidība (visu veidu augi, cita starpā, zilaļģes).

No otras puses, patērētāji aizņem vairākus trofiskos līmeņus. Tie, kas barojas tikai ar augiem, veido otro trofisko līmeni un tiek saukti par primārajiem patērētājiem. To piemēri ir visi zālēdāji.

Otrreizējos patērētājus veido plēsēji - dzīvnieki, kas ēd gaļu. Tie ir plēsēji, un viņu laupījumi galvenokārt ir primārie patērētāji.

Visbeidzot, ir vēl viens līmenis, ko veido terciārie patērētāji. Tajā ietilpst gaļēdāju dzīvnieku grupas, kuru laupījums ir citi gaļēdāju dzīvnieki, kas pieder otrreizējiem patērētājiem.

Tīkla modelis

Pārtikas ķēdes ir grafiski elementi, kuru mērķis ir aprakstīt sugu attiecības bioloģiskajā sabiedrībā attiecībā uz uzturu. Didaktiski runājot, šis tīkls atklāj “kas ar ko un ko baro”.

Katra ekosistēma piedāvā unikālu pārtikas tīmekli, kas krasi atšķiras no tā, ko mēs varētu atrast cita veida ekosistēmā. Parasti pārtikas ķēdes ūdens ekosistēmās ir sarežģītākas nekā sauszemes.

Pārtikas tīkli nav lineāri

Mums nevajadzētu gaidīt, ka tiks atrasts lineārs mijiedarbības tīkls, jo dabā ir ārkārtīgi grūti precīzi noteikt robežas starp primāro, sekundāro un terciāro patērētāju.

Šī mijiedarbības modeļa rezultāts būs tīkls ar vairākiem savienojumiem starp sistēmas dalībniekiem.

Piemēram, daži lāči, grauzēji un pat mēs, cilvēki, esam “visēdāji”, kas nozīmē, ka barošanas diapazons ir plašs. Patiesībā latīņu termins nozīmē "kas ēd visu".

Tādējādi šī dzīvnieku grupa dažos gadījumos var uzvesties kā primārais patērētājs, vēlāk kā sekundārais patērētājs vai otrādi.

Pārejot uz nākamo līmeni, plēsēji parasti barojas ar zālēdājiem vai citiem plēsējiem. Tāpēc viņus klasificētu kā sekundāros un terciāros patērētājus.

Lai parādītu iepriekšējās attiecības, mēs varam izmantot pūces. Šie dzīvnieki ir sekundāri patērētāji, kad barojas ar maziem zālēdāju grauzējiem. Bet, kad tie patērē zīdītājus, kas audzē kukaiņēdājus, to uzskata par terciāru patērētāju.

Ir ārkārtēji gadījumi, kas vēl vairāk sarežģī tīklu, piemēram, gaļēdāju augi. Lai arī viņi ir ražotāji, atkarībā no laupījuma tos arī klasificē kā patērētājus. Ja tas būtu zirneklis, tas kļūtu par sekundāru ražotāju un patērētāju.

Enerģijas nodošana

LadyofHats, no Wikimedia Commons

Enerģijas nodošana ražotājiem

Enerģijas pāreja no viena trofiskā līmeņa uz nākamo ir ļoti neefektīvs notikums. Tas iet roku rokā ar termodinamikas likumu, kas nosaka, ka enerģijas izmantošana nekad nav pilnīgi efektīva.

Lai ilustrētu enerģijas nodošanu, ņemsim par piemēru notikumu ikdienas dzīvē: benzīna sadedzināšanu mūsu automašīnā. Šajā procesā 75% no izdalītās enerģijas tiek zaudēti siltuma veidā.

Mēs varam ekstrapolēt to pašu modeli dzīvām būtnēm. Kad ATP saites tiek sadalītas, lai tās izmantotu muskuļu kontrakcijās, procesa laikā rodas siltums. Šis ir vispārējs šūnas modelis, visas bioķīmiskās reakcijas rada nelielu siltuma daudzumu.

Enerģijas pārnešana starp citiem līmeņiem

Līdzīgi enerģijas pārnešana no viena trofiskā līmeņa uz otru notiek ar ievērojami zemu efektivitāti. Kad zālēdājs patērē augu, dzīvniekam var pāriet tikai daļa no autotrofa uztvertās enerģijas.

Procesa laikā augs izmantoja daļu enerģijas, lai augtu, un ievērojama daļa tika zaudēta kā siltums. Turklāt daļa enerģijas no saules tika izmantota, lai izveidotu molekulas, kuras nav sagremojamas vai ko zālēdāji nevar izmantot, piemēram, celulozi.

Pēc šī paša piemēra enerģija, ko zālēdājs ieguva, pateicoties auga patēriņam, tiks sadalīta vairākos notikumos organismā.

Daļu no tā izmantos dzīvnieka daļu, piemēram, eksoskeleta, veidošanai posmkāju gadījumā. Tieši tāpat kā iepriekšējos līmeņos liela daļa tiek zaudēta termiski.

Trešajā trofiskajā līmenī ietilpst indivīdi, kas patērēs mūsu hipotētisko posmkāju iepriekš. Tāda pati enerģijas loģika, kādu mēs piemērojām diviem augšējiem līmeņiem, attiecas arī uz šo līmeni: liela daļa enerģijas tiek zaudēta kā siltums. Šī funkcija ierobežo ķēdes garumu.

Trofiskā piramīda

Trofiskā piramīda ir īpašs veids, kā grafiski attēlot attiecības, par kurām mēs runājām iepriekšējās sadaļās, vairs nevis kā savienojumu tīklu, bet gan sagrupējot dažādos līmeņus piramīdas pakāpēs.

Tai ir īpatnība iekļaut katra trofiskā līmeņa relatīvo lielumu kā piramīdā katru taisnstūri.

Bāzē ir pārstāvēti primārie ražotāji, un, virzoties grafika augšup, pārējie līmeņi parādās augošā secībā: primārie, sekundārie un terciārie patērētāji.

Saskaņā ar veiktajiem aprēķiniem katrs solis ir apmēram desmit reizes lielāks, ja salīdzinām ar augšējo. Šie aprēķini ir iegūti no labi zināmā 10% noteikuma, jo pāreja no viena līmeņa uz otru nozīmē enerģijas pārveidi, kas ir tuvu šai vērtībai.

Piemēram, ja enerģijas daudzums, kas tiek uzglabāts kā biomasa, ir 20 000 kilokaloriju uz kvadrātmetru gadā, augšējā līmenī tas būs 2000, nākamajos 200 un tā tālāk, līdz sasniegs četrinieku patērētājus.

Enerģija, kas netiek izmantota organismu metabolisma procesos, atspoguļo izmesto organisko vielu jeb biomasu, kas tiek uzkrāta augsnē.

Trofisko piramīdu veidi

Ir dažādi piramīdu veidi atkarībā no tā, kas tajā ir attēlots. To var izdarīt, cita starpā, ar biomasu, enerģiju (kā pieminētajā piemērā), ražošanu, organismu skaitu.

Piemērs

Tipiska saldūdens ūdens barības ķēde sākas ar milzīgo zaļo aļģu daudzumu, kas tur dzīvo. Šis līmenis pārstāv galveno ražotāju.

Primārais patērētājs mūsu hipotētiskajā piemērā būs mīkstmieši. Pie otrreizējiem patērētājiem pieder zivju sugas, kas barojas ar mīkstmiešiem. Piemēram, gļotainā skulpturālā suga (Cottus cognatus).

Pēdējo līmeni veido terciārie patērētāji. Šajā gadījumā gļotaino skulptūru izmanto lašu suga: karaliskais lasis vai Oncorhynchus tshawytscha.

Ja mēs to redzēsim no tīkla perspektīvas, sākotnējā ražotāju līmenī mums papildus zaļajām aļģēm ir jāņem vērā arī visas diatoms, zili zaļās aļģes un citas.

Tādējādi, lai izveidotu savstarpēji savienotu tīklu, tiek iekļauti vēl daudzi elementi (vēžveidīgo, rotifēru un vairāku sugu zivis).

Atsauces

1. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). Bioloģija 3: evolūcija un ekoloģija. Pīrsons.
2. Kampos-Bedolla, P. (2002). Bioloģija. Redakcija Limusa.
3. Lorencio, CG (2000). Kopienas ekoloģija: saldūdens zivju paradigma. Seviļas universitāte.
4. Lorencio, CG (2007). Ekoloģijas sasniegumi: labākas dabas zināšanas. Seviļas universitāte.
5. Molina, PG (2018). Ainavas ekoloģija un interpretācija. Apmācības pasniedzējs.
6. Odum, EP (1959). Ekoloģijas pamati. WB Saunders uzņēmums.