KĀDS IR EKOLOĢISKĀS DESMITĀS DAĻAS LIKUMS VAI 10%? - BIOLOĢIJA - 2025

Desmitās tiesas ekoloģisko likums , ekoloģiskās likumu vai par 10% paaugstina kā enerģija ceļo savā veidošanu ar dažādu tropisko līmeņu. Bieži tiek arī apgalvots, ka šis likums ir vienkārši otrā termodinamikas likuma tiešas sekas.

Ekoloģiskā enerģija ir ekoloģijas sastāvdaļa, kas ir saistīta ar to attiecību kvantitatīvu noteikšanu, kuras mēs esam ieskicējuši iepriekš. Tiek uzskatīts, ka Raimonds Lindemans (īpaši savā 1942. gada pamatdarbā) bija tas, kurš izveidoja šīs studiju jomas pamatus.

1. attēls. Trofiskais tīkls. Avots: Autors Thompsma, no Wikimedia Commons

Viņa darbs koncentrējās uz pārtikas ķēdes un tīkla jēdzieniem, kā arī uz enerģijas pārneses efektivitātes kvantitatīvu noteikšanu starp dažādiem trofiskiem līmeņiem.

Lindemans sāk no nejaušā saules starojuma vai enerģijas, ko sabiedrība saņem, izmantojot uztveršanu, ko augi veic fotosintēzes veidā, un turpina uzraudzīt minēto uztveršanu un tās turpmāko izmantošanu zālēdājiem (primārajiem patērētājiem), pēc tam plēsējiem (sekundārajiem patērētājiem). ) un visbeidzot sadalītāji.

Kāds ir ekoloģiskās desmitās tiesas likums?

Pēc Lindemana novatoriskā darba tika pieņemts, ka trofisko līdzekļu pārnešanas efektivitāte ir aptuveni 10%; patiesībā daži ekologi atsaucās uz 10% likumu. Tomēr kopš tā laika šajā jautājumā ir radušās vairākas neskaidrības.

Noteikti nav tāda dabas likuma, kura rezultātā precīzi viena desmitā daļa enerģijas, kas nonāk vienā trofiskā līmenī, tiek pārnesta uz nākamo.

Piemēram, trofisko pētījumu apkopojums (jūras un saldūdens vidē) atklāja, ka trofisko līmeņu pārnešanas efektivitāte bija aptuveni 2–24%, kaut arī vidējais rādītājs bija 10,13%.

Parasti var teikt, ka zālēdāju sekundārā produktivitāte, kas piemērojama gan ūdens, gan sauszemes sistēmām, ir aptuveni aptuveni par aptuveni apmēram mazāka par primāro produktivitāti, uz kuru tā balstās.

Šīs bieži ir pastāvīgas attiecības, kas tiek uzturētas visās barošanas sistēmās un kurām ir tendence kļūt par piramīdveida veida struktūrām, kurās pamatus nodrošina augi un uz šī pamata ir izveidots mazāks - no primārajiem patērētājiem, uz kuriem balstās cits (vēl mazāks) sekundārais patērētājs.

Organizācijas līmeņi

Visām dzīvajām lietām ir nepieciešama matērija un enerģija; Viņu ķermeņa uzbūvei un enerģijai, lai veiktu viņu dzīvībai svarīgās funkcijas. Šī prasība attiecas ne tikai uz atsevišķu organismu, bet arī uz augstāku bioloģiskās organizācijas līmeni, kam šie indivīdi var pielāgoties.

Šie organizācijas līmeņi ir:

• Bioloģiskā populācija : organismi tās pašas sugas, kas dzīvo tajā pašā konkrētajā jomā.
• Bioloģiskā kopiena : komplekts organismu no dažādām sugām vai populācijām, kas dzīvo noteiktā apgabalā un mijiedarbojas ar pārtiku vai trofisko attiecību).
• Ekosistēma : vissarežģītākais līmenis bioloģiskās organizācijas, kas sastāv no kopienas, kas saistīti ar tās abiotiskajā vidē - ūdens, saules gaismas, klimata un citiem faktoriem - ar ko tas mijiedarbojas.

Trofiskie līmeņi

Ekosistēmā sabiedrība un vide veido enerģijas un vielas plūsmas.

Ekosistēmas organismi ir sagrupēti pēc "lomas" vai "funkcijas", ko tie pilda barības vai trofiskajās ķēdēs; tā mēs runājam par ražotāju, patērētāju un sadalītāju trofiskajiem līmeņiem.

Savukārt katrs no šiem trofiskajiem līmeņiem mijiedarbojas ar fizikāli ķīmisko vidi, kas rada apstākļus dzīvībai, un vienlaikus darbojas kā enerģijas un matērijas avots un izlietne.

pamatjēdzieni

Bruto un neto primārā produktivitāte

Pirmkārt, mums jādefinē primārā produktivitāte, kas ir biomasas ražošanas ātrums uz laukuma vienību.

To parasti izsaka enerģijas vienībās (džoulos uz kvadrātmetru dienā) vai sausas organiskās vielas vienībās (kilogrami uz hektāru gadā) vai kā ogleklis (oglekļa masa kilogramos uz kvadrātmetru gadā).

Kopumā, ja mēs runājam par visu enerģiju, ko fiksē fotosintēze, mēs to parasti saucam par kopējo primāro produktivitāti (PPG).

No tā daļa tiek iztērēta pašu autotrofu (RA) elpošanai un tiek zaudēta siltuma veidā. Neto primāro produkciju (PPN) iegūst, šo summu atņemot no PPG (PPN = PPG-RA).

Šī neto primārā produkcija (PPN) galu galā ir pieejama lietošanai heterotrofiem (tās ir baktērijas, sēnītes un pārējie dzīvnieki, kurus mēs zinām).

Sekundārā produktivitāte

Sekundārā produktivitāte (PS) ir definēta kā heterotrofisko organismu jaunas biomasas ražošanas ātrums. Atšķirībā no augiem, heterotrofām baktērijām, sēnītēm un dzīvniekiem, viņi no vienkāršām molekulām nevar izgatavot sarežģītos, ar enerģiju bagātīgos savienojumus.

Viņi vienmēr iegūst vielas un enerģiju no augiem, ko viņi var darīt tieši, patērējot augu materiālu vai netieši, barojoties ar citiem heterotrofiem.

Tādā veidā augi vai fotosintētiskie organismi (ko sauc arī par ražotājiem) veido pirmo trofisko līmeni sabiedrībā; primārie patērētāji (tie, kas barojas ar ražotājiem) veido otro trofisko līmeni, bet sekundārie patērētāji (saukti arī par plēsējiem) veido trešo līmeni.

Pārneses efektivitāte un enerģijas veidi

Neto primārās ražošanas proporcijas, kas plūst pa katru iespējamo enerģijas ceļu, galu galā ir atkarīgas no pārvades efektivitātes, tas ir, no tā, kā enerģija tiek izmantota un nodota no viena līmeņa uz otru. citi.

Enerģijas pārneses efektivitātes kategorijas

Ir trīs enerģijas pārneses efektivitātes kategorijas, un, precīzi definējot, mēs varam paredzēt enerģijas plūsmas modeli trofiskajos līmeņos. Šīs kategorijas ir: patēriņa efektivitāte (EC), asimilācijas efektivitāte (EA) un ražošanas efektivitāte (EP).

Tagad definēsim šīs trīs minētās kategorijas.

Matemātiski mēs varam definēt patēriņa efektivitāti (EC) šādi:

EC = I _n / P _n-1 × 100

Kur mēs redzam, ka EK ir procentuālā daļa no kopējās pieejamās produktivitātes (P _n-1 ), ko efektīvi patērē augšējais blakus esošais trofiskais nodalījums (I _n ).

Piemēram, primārajiem patērētājiem ganību sistēmā EK ir zālēdāju patērētā PPN procentuālā daļa (izteikta enerģijas vienībās un laika vienībā).

Ja mēs runājam par sekundārajiem patērētājiem, tad tas būtu līdzvērtīgs zālēdāju produktivitātes procentam, ko patērē plēsēji. Pārējie mirst, neēdot, un nonāk sabrukšanas ķēdē.

No otras puses, asimilācijas efektivitāti izsaka šādi:

EA = A _n / I _n × 100

Atkal mēs atsaucamies uz procentuālo daudzumu, bet šoreiz uz enerģijas daļu, kas nāk no pārtikas un ko patērētājs patērē trofiskajā nodalījumā (I _n ) un ko pielīdzina viņu gremošanas sistēma (A _n ).

Šī enerģija būs tā, kas būs pieejama izaugsmei un darba veikšanai. Atlikums (daļa, kas nav asimilēta) tiek zaudēts ar izkārnījumiem un pēc tam nonāk sadalītāju trofiskajā līmenī.

Visbeidzot, ražošanas efektivitāti (EP) izsaka šādi:

kas arī ir procents, bet šajā gadījumā mēs atsaucamies uz asimilēto enerģiju (A _n ), kas galu galā tiek iekļauta jaunā biomasā (P _n ). Visas nesaimilētās enerģētiskās paliekas elpošanas laikā tiek zaudētas kā siltums.

Produktiem, piemēram, izdalījumi un / vai izdalījumiem (bagātas ar enerģiju), kas ir piedalījušies vielmaiņas procesos, var uzskatīt par ražošanu, P _n , un tie ir pieejami, kā līķi, lai noārdītāji.

Globālā pārsūtīšanas efektivitāte

Nosakot šīs trīs svarīgās kategorijas, mēs tagad varam sev pajautāt par “globālās pārnešanas efektivitāti” no viena trofiskā līmeņa uz nākamo, ko vienkārši piešķir iepriekšminēto efektivitātes koeficientu produkts (EC x EA x EP).

Sarunvalodā mēs varam teikt, ka līmeņa efektivitāti dod tas, ko var efektīvi uzņemt, kas pēc tam tiek asimilēts un galu galā tiek iestrādāts jaunā biomasā.

Kur nonāk zaudētā enerģija?

Zālēdāju produktivitāte vienmēr ir zemāka nekā augiem, no kuriem tie barojas. Tad mēs varētu sev pajautāt: kur nonāk zaudētā enerģija?

Lai atbildētu uz šo jautājumu, mums jāpievērš uzmanība šādiem faktiem:

1. Ne visu augu biomasu patērē zālēdāji, jo liela daļa no tām mirst un nonāk sadalītāju (baktēriju, sēnīšu un pārējo detritivoru) trofiskajā līmenī.
2. Ne visa biomasa, ko patērē zālēdāji, ne arī zālēdāji, ko savukārt patērē plēsēji, ir asimilēta un ir pieejama iekļaušanai patērētāja biomasā; daļa tiek zaudēta kopā ar izkārnījumiem un tādējādi nonāk sadalītājiem.
3. Ne visu asimilēto enerģiju faktiski pārvērš biomasā, jo elpošanas laikā daļa no tās tiek zaudēta kā siltums.

Tas notiek divu galveno iemeslu dēļ: pirmkārt, sakarā ar to, ka nav 100% efektīva enerģijas pārveidošanas procesa. Tas ir, pārveidošanā vienmēr rodas zaudējumi siltuma veidā, kas pilnīgi atbilst Otrajam termodinamikas likumam.

Otrkārt, tā kā dzīvniekiem ir jādara darbs, kas prasa enerģijas patēriņu, un tas, savukārt, nozīmē jaunus zaudējumus siltuma veidā.

Šie modeļi notiek visos trofiskajos līmeņos, un, kā paredz otrais termodinamikas likums, daļa enerģijas, ko mēģina pārnest no viena līmeņa uz otru, vienmēr tiek izkliedēta nelietojama siltuma veidā.

Atsauces

1. Kasvels, H. (2005). Pārtikas tīkli: no savienojamības līdz enerģētikai. (H. Kasvels, red.). Ekoloģisko pētījumu sasniegumi (36. sējums). SIA Elsevier lpp. 209. lpp.
2. Curtis, H. et al. (2008). Bioloģija. 7. izdevums. Buenosairesa-Argentīna: redaktore Médica Panamericana. lpp. 1160. gads.
3. Kitching, RL (2000). Pārtikas tīkli un konteineru biotopi: fitotelmatas dabiskā vēsture un ekoloģija. Cambridge University Press. lpp. 447.
4. Lindemans, RL (1942). Ekoloģijas trofiskais - dinamiskais aspekts. Ecology, 23, 399-418.
5. Pascual, M., un Dunne, JA (2006). Ekoloģiskie tīkli: struktūras sasaiste ar pārtikas vietņu dinamiku. (M. Pascual & JA Dunne, red.) Santa Fe institūta pētījumi sarežģītības zinātnēs. Oxford University Press. lpp. 405.