Inhalt
Das im Modell einer Nahrungskette symbolisierte „Wer isst Wen“ -Verhältnis verleiht den Ökosystemen der Erde einige ihrer wirklich fundamentalen Strukturen. Die Nahrungskette in sichtbarer Aktion könnte ein Adler sein, der auf einen Hasen stürzt, oder ein Hai, der sich seinen Weg durch eine Heringsschule bahnt. Sie können sich aber auch eine intrinsischere Bewegung vorstellen. Die Energie, die ursprünglich durch Kernreaktionen in der Sonne erzeugt wurde und durch ein Ökosystem fließt, um die Lebenskräfte des Systems zu speisen.
Energie in Ökosystemen
Elektromagnetische Energie aus der Sonne treibt fast alle Ökosysteme der Erde an, obwohl es Tiefsee-Gemeinschaften gibt, die stattdessen die Energie nutzen, die von hydrothermalen Quellen geliefert wird. Grüne Pflanzen "fixieren" einfallende Sonnenenergie; Das heißt, sie fangen es ein und wandeln es durch den Prozess der Photosynthese in chemische Energie um, die in Kohlenhydraten enthalten ist. Die Energie in den chemischen Bindungen dieser Verbindungen nährt dann andere Organismen, die Pflanzen oder pflanzenfressende Kreaturen verbrauchen, um sie zu erhalten, darunter Wirbellose, Pilze und Mikroben, die tote organische Substanzen zersetzen.
Weil die Zersetzung essentielle anorganische Nährstoffe produziert, die von Pflanzen verwendet werden, um die Photosynthese voranzutreiben Fahrräder durch ein Ökosystem. Energie hingegen wird nicht recycelt, sondern vielmehr fließt durch das System: Die Mechanik des Lebens - unter Verwendung chemischer Energie zur Energieversorgung der kritischen Prozesse, die die Organisation eines Organismus aufrechterhalten - erzeugt Wärme als ultimatives Nebenprodukt, und diese kann nicht zurück in eine Form von Energie umgewandelt werden, die von Lebewesen genutzt werden kann. Daher benötigen Pflanzen eine stetige Zufuhr von Sonnenlicht, um die Photosynthese zu fördern, und nicht-photosynthetische Organismen benötigen eine stetige Nahrungsaufnahme, um neue Energie zu gewinnen.
Produzenten, Konsumenten und Zerleger
Grüne Pflanzen und andere photosynthetische Organismen wie Algen und Cyanobakterien werden als „Produzenten“ bezeichnet, da sie aus der elektromagnetischen Strahlung der Sonne verwertbare chemische Energie erzeugen. Nicht-photosynthetische Organismen, die entweder direkt oder indirekt auf der von den Produzenten festgelegten Energie beruhen, sind die „Verbraucher“ eines Ökosystems Ein Pflanzenfresser wie ein Hirsch oder eine Schildkröte frisst Pflanzen, um diese Energie zu erhalten. es ist ein primäre Verbraucher weil es den Produzenten selbst verbraucht. Ein Tier, das einen Pflanzenfresser wie einen Fleischfresser wie eine Spinne oder einen Tiger jagt, ist ein sekundärer Verbraucher; fleischfresser essen natürlich auch andere fleischfresser - zum beispiel eine große gehörnte eule, die auf einem wiesel jagt - so kann man auch darüber reden tertiäre Verbraucher.
Viele Tiere, von gelben Jacken bis zu Braunbären, fressen sowohl pflanzliche als auch tierische Stoffe. diese Allesfresser dienen daher sowohl als Primär- als auch als Sekundärverbraucher. Zersetzer sind eine spezielle Klasse von Verbrauchern, die sich von abgestorbenen Pflanzen- und Tierstoffen ernähren und organisches Material in anorganische Gase und Mineralien umwandeln, die als Nährstoffe in das System zurückgeführt werden können.
Denken Sie daran, dass in der Nahrungskette nicht nur ein Organismus einen anderen vollständig konsumiert. Pflanzenfresser zerstören oft nicht die einzelnen Pflanzen, die sie durchsuchen oder weiden lassen, und viele Parasiten töten die Wirtsorganismen, aus denen sie Nahrung beziehen, nicht direkt ab. Darüber hinaus gibt es viele wechselseitige Beziehungen, in denen eine Lebensform Energie aus einer anderen bezieht und im Austausch eine Art Dienst leistet. Zum Beispiel die Pilze, die Pflanzenwurzeln besiedeln und von ihnen Energie beziehen, während sie die Fähigkeit der Pflanze steigern, Wasser und Nährstoffe aufzunehmen.
Nahrungsketten und Biomassepyramiden
Der Energiepfad von den Erzeugern über die Verbraucher zu den Zersetzern bildet eine Nahrungskette. Ein einfacher könnte Gras, Impala oder Gepard umfassen. In Wirklichkeit fressen und werden Organismen oft von mehreren anderen Organismen gefressen, wodurch a Nahrungsnetz - im Grunde genommen ein Bündel von miteinander verwobenen Nahrungsketten - das detailliertere Modell, aber die lineare Grundstruktur einer Nahrungskette ist immer noch nützlich, um den Energiefluss des Ökosystems zu verfolgen. Jede Stufe einer Nahrungskette repräsentiert eine trophische Ebene: Ein Produzent besetzt die Grundstufe, ein Hauptkonsument die nächste und so weiter.
Ein verwandtes Konzept ist das Biomasse oder Energiepyramide, das den relativen Anteil von Organismen auf verschiedenen trophischen Ebenen in einem Ökosystem symbolisiert. Obwohl dies keine feste Regel ist, gibt es in der Regel mehr Produzenten als Primärverbraucher und weit mehr Primärverbraucher als Sekundärverbraucher. Dies liegt an der inhärenten Ineffizienz der Energieübertragung durch ein Ökosystem. Durch die Photosynthese wird im Durchschnitt weniger als 1 Prozent der auf der Erde einfallenden Sonnenenergie fixiert, und nur ein kleiner Teil der resultierenden chemischen Energie fließt tatsächlich in die Nahrungskette. viel davon nutzt die Pflanze für sich. In jedem Stadium einer Nahrungskette wird Energie für die Atmung eines Organismus „verbrannt“ und geht an die Wärme verloren, sodass den Verbrauchern abnehmende Mengen auf höheren trophischen Ebenen zur Verfügung stehen. Eine Standardannäherung ist, dass nur 10 Prozent der auf einer trophischen Ebene gespeicherten Energie an die nächsthöhere weitergegeben werden. Grob gesagt benötigt ein einzelner Orca über die dazwischen liegenden Nahrungskettenglieder von beispielsweise Garnelen, Fischen und Robben eine Vielzahl von Plankton, um sich selbst zu erhalten.