TROFINIAI LYGIAI IR JUOS SUDARANTYS ORGANIZMAI (PAVYZDŽIAI) - BIOLOGIJA - 2025

Į trofinių lygių yra organizmų rinkinys - ar rūšių organizmų - jie turi tą pačią poziciją maistinių medžiagų srauto ir energijos ekosistemoje. Apskritai yra trys pagrindiniai trofiniai lygiai: pirminiai gamintojai, antriniai gamintojai ir skaldikliai.

Pagrindiniai gamintojai yra chemosintetiniai augalai, dumbliai ir prokariotai. Vartotojų yra skirtingo lygio, žolėdžių ir mėsėdžių. Galiausiai skilėjai sudaro didelę grybų ir prokariotų grupę.

Felines yra vartotojai. Šaltinis: pixabay.com

Daugelyje ekosistemų šie skirtingi trofiniai lygiai susikerta sudėtingose ​​ir tarpusavyje priklausomose maisto vietose. Tai yra, kiekvienas plėšrūnas turi daugiau nei vieną grobį ir kiekvieną grobį gali išnaudoti daugiau nei vienas plėšrūnas. Sklype gali būti iki 100 skirtingų rūšių.

Šios grandinės pasižymi trumpais, nes energijos perdavimas iš vieno lygio į kitą yra gana neefektyvus - maždaug 10% energijos pereina iš vieno lygio į kitą.

Trofinių lygių ir jų komplektavimo sudėtinguose maisto tinkluose tyrimas yra pagrindinė populiacijų, bendruomenių ir ekosistemų ekologijos tema. Lygių ir grandinių sąveika daro įtaką gyventojų dinamikai ir pastovumui bei turimiems ištekliams.

Autotrofas ir heterotrofas

Norint suprasti, kas yra trofinis lygis, reikia suprasti dvi pagrindines biologijos sąvokas: autotrofus ir heterotrofus.

Autotrofai yra organizmai, galintys generuoti savo „maistą“, naudodamiesi saulės energija ir fermentine bei struktūrine technika, reikalinga fotosintezei arba chemosintezei.

Tuo tarpu heterotrofams trūksta šių mechanizmų ir jie turi aktyviai ieškoti maisto - kaip ir mes, žmonės.

Grybai dažnai painiojami su autotrofiniais organizmais (dėl jų nesugebėjimo judėti ir gyvenimo būdo, paviršutiniškai panašūs į augalus). Tačiau šie organizmai yra heterotrofiniai ir skaido juos supančias maistines medžiagas. Vėliau pamatysime, kokį vaidmenį grybai atlieka grandinėse.

Trofiniai lygiai ir jų charakteristikos

Roddelgado

Energijos praleidimas vyksta iš eilės, per jėgą. Tokiu būdu vieną organizmą sunaudoja kitas, pastarąjį - trečdalis, taigi sistema tęsiasi. Kiekvieną iš šių „nuorodų“ mes vadiname trofiniu lygiu.

Tokiu būdu ekologai paskirsto organizmus, remdamiesi jų pagrindiniu mitybos ir energijos šaltiniu.

Formaliai trofinis lygis apima visus organizmus, kurių padėtis energijos sraute ekosistemoje yra panaši. Yra trys kategorijos: gamintojai, vartotojai ir skaidytojai. Žemiau mes išsamiai išanalizuosime kiekvieną iš paminėtų lygių.

-Pirmasis trofinis lygis: gamintojai

Pirmąjį trofinį lygį grandinėje visada sudaro pagrindinis gamintojas. Šių organizmų tapatumas skiriasi priklausomai nuo ekosistemos. Šios grindys palaiko likusius trofinius lygius.

Pavyzdžiui, antžeminėje aplinkoje pagrindiniai augintojai yra skirtingos augalų rūšys. Vandens ekosistemose jie yra dumbliai. Metaboliškai gamintojai gali būti fotosintetiniai (dauguma) arba chemosintetiniai.

Naudodamiesi saulės šviesos energija, fotosintetiniai organizmai sintezuoja organinius junginius, kuriuos vėliau įtraukia į ląstelių kvėpavimo procesą ir yra kaip atramos elementai tęsti augimą.

Kaip mes tikėtume, šie organizmai pralenkia savo vartotojus. Iš tikrųjų beveik visą (99%) gyvojo pasaulio organinių medžiagų sudaro augalai ir dumbliai, o heterotrofai užima tik likusius 1%.

Kita vertus, pirminiai chemosintetiniai gamintojai randami hidroterminio vandens šaltiniuose, esančiuose giliai vandenyne - ten šių prokariotinių organizmų yra labai gausu.

Žaliojo pasaulio hipotezė

Jūs tikrai pastebėjote, kad dauguma natūralių ekosistemų yra žalios. Iš tiesų, iš 83.10 viso ¹⁰ tonų anglies saugomas augalų biomasės sausumos ekosistemų - nepaprastai daug.

Šis faktas atrodo keistas, nes yra labai daug pirminių vartotojų, valgančių augalines medžiagas.

Pagal šią hipotezę žolėdžiai gyvūnai sunaudoja mažai augalų, nes juos kontroliuoja įvairūs veiksniai, ribojantys jų populiaciją, pavyzdžiui, plėšrūnai, parazitai ir kitos ligos. Be to, augalai turi toksinių cheminių medžiagų, kurios neleidžia vartoti.

Iki šiol atlikti skaičiavimai rodo, kad žolėdžiai augintojai kasmet sunaudoja apie 17% visos grynosios produkcijos - likusią dalį sunaikina detritivoriai.

Turėdami omenyje šiuos skaičius, galime daryti išvadą, kad žolėdžiai augalai iš tikrųjų nėra pastebimas nepatogumas augalams. Tačiau yra ir labai konkrečių išimčių, kai žolėdžiai gyvūnai sugeba per labai trumpą laiką pašalinti visas populiacijas (kai kuriuos kenkėjus).

- Antrasis trofinis lygis: vartotojai

Trofinius lygius, viršijančius pirminius gamintojus, sudaro heterotrofiniai organizmai ir jie tiesiogiai ar netiesiogiai priklauso nuo autotrofinių gamintojų. Vartotojų grupėje taip pat randame kelis lygius.

Pirminiai vartotojai: žolėdžiai gyvūnai

Energija patenka per pirminius vartotojus. Tai yra gyvūnai, kurie vartoja augalus ar dumblius. Kiekvienoje ekosistemoje rasime tam tikrą gyvūnų grupę, kuri sudaro pirminių vartotojų lygį.

Viena ryškiausių žolėdžių savybių yra ta, kad didžioji dalis medžiagos išsiskiria nesuvirškinta. Virškinama energija sunaudoja žolėdžių kasdienę veiklą, o kita dalis bus paverčiama gyvulių biomasėmis.

Pirmasis dažnai vadinamas „praradimu“ kvėpuojant. Tačiau kvėpavimas yra gyvybiškai svarbi veikla, kurią turi atlikti gyvūnas.

Antriniai vartotojai: mėsėdžiai

Kitą lygį sudaro antriniai vartotojai arba mėsėdžiai: gyvūnai, kurie maitinasi kitais gyvūnais. Tik maža žolėdžių kūno dalis yra įtraukta į mėsėdžio kūną.

Kai kurie antriniai vartotojai gali laikytis mišrių dietų, įtraukdami augalus ir gyvūnus. Todėl jų klasifikacija paprastai nėra labai aiški ir jie yra daugiau nei viename trofiniame lygmenyje.

Tretiniai ir ketvirtiniai vartotojai

Kai kurioms trofinėms grandinėms būdingi tretinio ir ketverto vartotojai, o tai rodo, kad jie atitinkamai vartoja antrinio ir tretinio lygio gyvūnus.

Detritivores ar skynėjai

Tam tikrą vartotojų grupę sudaro asmenys, vadinami skutikliais. Šiam šėrimo būdui būdingas negyvo grobio, o ne gyvo grobio vartojimas.

Skerdyklų dieta apima detritus: suyrančias daržovių dalis, tokias kaip lapai, šaknys, šakos ir kamienai, taip pat negyvi gyvūnai, egzoskeletas ir griaučiai.

-Trečiasis trofinis lygis: skilėjai

Kaip ir ankstesnės grupės detritivores, trečiojo trofinio lygio organizmai veikia irimą sukeliančią medžiagą. Tačiau tai nėra biologiniai dariniai, kurie sutampa, nes kiekvieno jų veikla labai skiriasi.

Pagrindinė skilėjų funkcija yra organinių medžiagų pavertimas neorganinėmis medžiagomis, taip uždarant medžiagų ciklą ekosistemose. Tokiu būdu daržoves reikia sunaikinti. Už šį svarbų baigiamąjį darbą atsakingos bakterijos ir grybeliai.

Grybai yra organizmai, išskiriantys fermentus, kurių substratai yra organinės medžiagos, kurios juos supa. Po fermentinio virškinimo grybai gali absorbuoti produktus maistui.

Daugelis skilėjų yra mikroskopiniai agentai, kurių mes negalime pamatyti plika akimi. Tačiau jo svarba viršija jo dydį, nes, jei pašalintume visus planetos skaidytojus, gyvenimas žemėje nutrūktų, nes trūktų ingredientų naujoms organinėms medžiagoms susidaryti.

Pavyzdžiai

Pieva

Pirmasis mūsų pavyzdys yra pieva. Praktiniais tikslais mes naudosime paprastas grandines, norėdami parodyti, kaip trofiniai lygiai yra susiję ir kaip jie skiriasi priklausomai nuo ekosistemos. Tačiau skaitytojas turi atsižvelgti į tai, kad tikroji grandinė yra sudėtingesnė ir joje yra daugiau dalyvių.

Žolė ir kiti augalai sudarytų pirminį augintojo lygį. Įvairūs vabzdžiai, gyvenantys mūsų hipotetinėje pievoje (pavyzdžiui, kriketas), bus pagrindiniai žolės vartotojai.

Kriketą suvartos antrinis vartotojas, mūsų pavyzdyje tai bus mažas graužikas. Pelę savo ruožtu suvartos tretinis vartotojas: gyvatė.

Jei pievoje gyvena mėsėdžiai paukščiai, pavyzdžiui, ereliai ar pelėdos, jie sunaudos pelę ir taps ketvirtadaliu vartotoju.

Vandenynas

Dabar darykime tuos pačius hipotetinius samprotavimus, tačiau vandens ekosistemoje. Vandenyne pagrindinis gamintojas yra fitoplanktonas - augalų organizmai, kurie gyvena pasklidę vandenyje. Pastarąjį suvartos pagrindinis vartotojas zooplanktonas.

Skirtingos ekosistemoje gyvenančių žuvų rūšys bus antriniai vartotojai.

Tretiniai vartotojai, valgantys žuvį, gali būti ruoniai ar kiti mėsėdžiai.

Mūsų grandinė vandenyne baigiasi žinomu ketverto vartotoju: didžiuoju baltuoju rykliu, kuris maitinsis ankstesnio lygio ruoniu.

Energijos perdavimas tarp trofinių lygių

Paprastai nustatyta, kad grynosios energijos perdavimas tarp kiekvieno trofinio lygio pasiekia maksimalų efektyvumą tik 10% ir yra populiariai žinomas kaip „10% taisyklė“. Tačiau kiekvienoje bendruomenėje šis požiūris gali labai skirtis.

Tai reiškia, kad, pavyzdžiui, žolėdžiams sukaupta visa energija sudaro tik 10% visos energijos, kuri buvo jų sunaudotame pirminiame gamintojas. Tuo pačiu būdu antriniai vartotojai suranda 10% energijos, kurią sukaupia pirminiai vartotojai.

Jei norime tai pamatyti kiekybiškai, apsvarstykite šį pavyzdį: tarkime, kad mes turime 100 kalorijų saulės energijos, sugautos fotosintetinių organizmų. Iš jų tik 10 kalorijų pereis žolėdžiai gyvūnai, o tik 1 - mėsėdžiai.

Maisto grandinės nėra paprastos

Galvodami apie maisto grandines, galime manyti, kad juos sudarantys lygiai yra išdėstyti linijinėmis rinkinėmis, puikiai atskirtomis viena nuo kitos. Tačiau gamtoje mes pastebime, kad vienas lygis sąveikauja su keliais lygiais, todėl grandinė atrodo kaip tinklas.

Maisto grandinės trumpos

Pažvelgę ​​į maisto grandines suprasime, kad jas sudaro tik keli lygiai - dauguma iš penkių ar mažiau jungčių. Kai kurios specialios grandinės, kaip Antarktidos tinkle, turi daugiau nei septynias grandis.

Todėl tyrėjai suabejojo, ar nėra kelių trofinių lygių. Su šia tema susijusios hipotezės yra šios:

Energetinė hipotezė

Yra dvi hipotezės, paaiškinančios šį ilgio apribojimą. Pirmoji yra vadinamoji „energijos hipotezė“, kur pagrindinis grandinės apribojimas yra energijos perdavimo iš vieno lygio į kitą neefektyvumas. Šiuo metu verta prisiminti ankstesniame skyriuje paminėtą 10% hipotezę.

Remdamiesi ankstesne hipoteze, turėtume išsiaiškinti, kad ekosistemose, turinčiose didelį pirminį produktyvumą tos apylinkės fotosintetiniuose organizmuose, grandinės yra ilgesnės, nes energija, kuria ji prasideda, yra didesnė.

Dinaminio stabilumo hipotezė

Antroji hipotezė yra susijusi su dinaminiu stabilumu ir rodo, kad grandinės yra trumpos, nes jos pasižymi didesniu stabilumu nei ilgesnės grandinės. Jei staigus populiacijos svyravimas įvyktų žemutiniame lygyje, galėtume pastebėti viršutinio trofinio lygio vietinį išnykimą ar sumažėjimą.

Aplinkoje, kuriai labiau būdingas aplinkos kitimas, aukštesnio lygio plėšrūnai turėtų būti plastiški, kad rastų naują grobį. Be to, kuo ilgesnė grandinė, tuo sunkiau sistema atsistatys.

Įrodymai

Atsižvelgiant į tyrėjų surinktus duomenis, greičiausia hipotezė yra energijos hipotezė. Atlikus manipuliacijos eksperimentus, buvo padaryta išvada, kad pirminis produktyvumas proporcingai veikia maisto grandinės ilgį.

Nuorodos

1. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Kvietimas į biologiją. Macmillanas.
2. „Levin“, SA, „Carpenter“, SR, „Godfray“, HCJ, Kinzigas, AP, Loreau, M., Losos, JB,… ir „Wilcove“, DS (Red.). (2009). Prinstono ekologijos vadovas. Prinstono universiteto leidykla.
3. Maynard-Smith, J. (1978). Ekologijos modeliai. CUP archyvas.
4. „Parga“, „ME“ ir „Romero“, RC ​​(2013). Ekologija: esamų aplinkos problemų poveikis sveikatai ir aplinkai. „Ecoe“ leidimai.
5. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbello biologija. Pearsonas.
6. „Rockwood“, LL (2015). Įvadas į gyventojų ekologiją. Johnas Wiley ir sūnūs.