ห่วงโซ่อาหารระหว่างพืชและผู้ล่า การพัฒนาระเบียบวิธีในโลกรอบตัว (ชั้นประถมศึกษาปีที่ 3) ในหัวข้อ "ใครคืออะไร ห่วงโซ่อาหาร"
ห่วงโซ่อาหารเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนของการเชื่อมโยงซึ่งแต่ละการเชื่อมโยงเชื่อมโยงถึงกันกับบริเวณใกล้เคียงหรือการเชื่อมโยงอื่น ๆ ส่วนประกอบของห่วงโซ่เหล่านี้คือกลุ่มสิ่งมีชีวิตพืชและสัตว์กลุ่มต่างๆ
โดยธรรมชาติแล้ว ห่วงโซ่อาหารเป็นวิธีหนึ่งในการเคลื่อนย้ายสสารและพลังงานในสภาพแวดล้อม ทั้งหมดนี้จำเป็นสำหรับการพัฒนาและ "การก่อสร้าง" ระบบนิเวศ ระดับโภชนาการเป็นชุมชนของสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในระดับหนึ่ง
วงจรทางชีวภาพ
ห่วงโซ่อาหารเป็นวงจรทางชีวภาพที่เชื่อมโยงสิ่งมีชีวิตและส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิต ปรากฏการณ์นี้เรียกอีกอย่างว่า biogeocenosis และประกอบด้วยสามกลุ่ม: 1. ผู้ผลิต กลุ่มประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่ผลิตสารอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสงและการสังเคราะห์ทางเคมี ผลิตภัณฑ์ของกระบวนการเหล่านี้เป็นสารอินทรีย์ปฐมภูมิ ตามเนื้อผ้า ผู้ผลิตเป็นรายแรกในห่วงโซ่อาหาร 2. ผู้บริโภค. ห่วงโซ่อาหารจัดให้กลุ่มนี้อยู่เหนือผู้ผลิตเพราะพวกเขาบริโภคสารอาหารที่ผู้ผลิตผลิต กลุ่มนี้รวมถึงสิ่งมีชีวิตต่างชนิดต่าง ๆ เช่น สัตว์ที่กินพืช ผู้บริโภคมีหลายประเภท: ระดับประถมศึกษาและมัธยมศึกษา หมวดหมู่ของผู้บริโภคหลักรวมถึงสัตว์กินพืช และผู้บริโภครองรวมถึงสัตว์กินเนื้อที่กินสัตว์กินพืชตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ 3. เครื่องย่อยสลาย. ซึ่งรวมถึงสิ่งมีชีวิตที่ทำลายเลเวลก่อนหน้าทั้งหมดด้วย ตัวอย่างที่ดีคือเมื่อสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังและแบคทีเรียย่อยสลายเศษพืชหรือสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้ว ดังนั้นห่วงโซ่อาหารจึงสิ้นสุดลง แต่วงจรของสารในธรรมชาติยังคงดำเนินต่อไป เนื่องจากเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ แร่ธาตุและสารที่มีประโยชน์อื่น ๆ จึงเกิดขึ้น ต่อจากนั้นผู้ผลิตจะใช้ส่วนประกอบที่เกิดขึ้นเพื่อสร้างอินทรียวัตถุปฐมภูมิ ห่วงโซ่อาหารมีโครงสร้างที่ซับซ้อน ดังนั้นผู้บริโภครองจึงสามารถกลายเป็นอาหารของสัตว์นักล่าอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งจัดอยู่ในประเภทผู้บริโภคระดับอุดมศึกษา
การจำแนกประเภท
ดังนั้นจึงมีส่วนโดยตรงในวงจรของสารในธรรมชาติ โซ่มีสองประเภท: เศษซากและทุ่งหญ้า ตามชื่อที่ระบุกลุ่มแรกมักพบในป่าและกลุ่มที่สอง - ในพื้นที่เปิดโล่ง: ทุ่งนาทุ่งหญ้าทุ่งหญ้าห่วงโซ่ดังกล่าวมีโครงสร้างการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนมากขึ้น แม้กระทั่งผู้ล่าลำดับที่สี่ก็ปรากฏตัวที่นั่นด้วยซ้ำ
ปิรามิด
อย่างน้อยหนึ่งรายการที่มีอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยเฉพาะก่อให้เกิดเส้นทางและทิศทางการเคลื่อนที่ของสารและพลังงาน ทั้งหมดนี้กล่าวคือสิ่งมีชีวิตและแหล่งที่อยู่อาศัยของพวกมันก่อให้เกิดระบบการทำงานซึ่งเรียกว่าระบบนิเวศ (ระบบนิเวศน์) การเชื่อมต่อทางโภชนาการนั้นไม่ค่อยตรงไปตรงมา โดยปกติจะอยู่ในรูปแบบของเครือข่ายที่ซับซ้อนและซับซ้อนซึ่งแต่ละองค์ประกอบจะเชื่อมโยงถึงกัน การเชื่อมโยงห่วงโซ่อาหารเข้าด้วยกันทำให้เกิดใยอาหาร ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการสร้างและคำนวณปิรามิดทางนิเวศน์ ที่ฐานของปิระมิดแต่ละอันคือระดับของผู้ผลิต ซึ่งด้านบนสุดของระดับต่อมาทั้งหมดจะถูกปรับ มีปิรามิดแห่งตัวเลข พลังงาน และชีวมวลคำถามที่ 28. ห่วงโซ่อาหาร ประเภทของห่วงโซ่อาหาร
ห่วงโซ่อาหาร(ห่วงโซ่อาหาร ห่วงโซ่อาหาร) การเชื่อมโยงระหว่างสิ่งมีชีวิตผ่านความสัมพันธ์ระหว่างอาหารกับผู้บริโภค (บางชนิดทำหน้าที่เป็นอาหารของผู้อื่น) ในกรณีนี้การเปลี่ยนแปลงของสสารและพลังงานเกิดขึ้นจาก ผู้ผลิต(ผู้ผลิตหลัก) โดยผ่าน ผู้บริโภค(ผู้บริโภค) ถึง ตัวย่อยสลาย(การเปลี่ยนอินทรียวัตถุที่ตายแล้วให้เป็นสารอนินทรีย์ที่ผู้ผลิตดูดซึม) ห่วงโซ่อาหารมี 2 ประเภท ได้แก่ ทุ่งหญ้าและเศษซาก ห่วงโซ่ทุ่งหญ้าเริ่มต้นด้วยพืชสีเขียวไปที่สัตว์กินพืชกินหญ้ากินหญ้า (ผู้บริโภคลำดับที่ 1) จากนั้นไปยังผู้ล่าที่กินสัตว์เหล่านี้ (ขึ้นอยู่กับสถานที่ในห่วงโซ่ - ผู้บริโภคในลำดับที่ 2 และลำดับต่อมา) สายโซ่แห่งการทำลายล้างเริ่มต้นด้วยเศษซาก (ผลิตภัณฑ์จากการสลายอินทรียวัตถุ) ไปยังจุลินทรีย์ที่กินมัน และจากนั้นไปยังเศษซาก (สัตว์และจุลินทรีย์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสลายตัวของอินทรียวัตถุที่กำลังจะตาย)
ตัวอย่างของห่วงโซ่ทุ่งหญ้าคือแบบจำลองหลายช่องสัญญาณในทุ่งหญ้าสะวันนาของแอฟริกา ผู้ผลิตหลัก ได้แก่ หญ้าและต้นไม้ ผู้บริโภคอันดับที่ 1 คือแมลงและสัตว์กินพืชเป็นอาหาร (กีบเท้า ช้าง แรด ฯลฯ) อันดับที่ 2 คือแมลงที่กินสัตว์อื่น อันดับที่ 3 คือสัตว์เลื้อยคลานที่กินเนื้อเป็นอาหาร (งู ฯลฯ) อันดับที่ 4 – สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกที่กินสัตว์อื่น ของเหยื่อ ในทางกลับกัน เศษซาก (ด้วงแมลงปีกแข็ง ไฮยีน่า หมาจิ้งจอก แร้ง ฯลฯ) ในแต่ละขั้นตอนของห่วงโซ่แทะเล็มจะทำลายซากของสัตว์ที่ตายแล้วและอาหารที่เหลืออยู่ของสัตว์นักล่า จำนวนบุคคลที่รวมอยู่ในห่วงโซ่อาหารในแต่ละลิงก์ลดลงอย่างต่อเนื่อง (กฎของปิรามิดทางนิเวศน์) กล่าวคือ จำนวนผู้ที่ตกเป็นเหยื่อในแต่ละครั้งเกินจำนวนผู้บริโภคอย่างมีนัยสำคัญ ห่วงโซ่อาหารไม่ได้แยกจากกัน แต่เชื่อมโยงกันเพื่อสร้างใยอาหาร
คำถามที่ 29. ปิรามิดทางนิเวศใช้ทำอะไร?
ปิรามิดทางนิเวศวิทยา- ภาพกราฟิกของความสัมพันธ์ระหว่างผู้ผลิตและผู้บริโภคทุกระดับ (สัตว์กินพืช สัตว์นักล่า สายพันธุ์ที่กินสัตว์นักล่าอื่น ๆ) ในระบบนิเวศ
นักสัตววิทยาชาวอเมริกัน ชาร์ลส์ เอลตัน แนะนำให้วาดภาพความสัมพันธ์เหล่านี้ในปี 1927 เป็นแผนผัง
ในการแสดงแผนผังแต่ละระดับจะแสดงเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าความยาวหรือพื้นที่ซึ่งสอดคล้องกับค่าตัวเลขของการเชื่อมโยงในห่วงโซ่อาหาร (ปิรามิดของเอลตัน) มวลหรือพลังงาน สี่เหลี่ยมที่จัดเรียงตามลำดับจะสร้างปิรามิดที่มีรูปร่างหลากหลาย
ฐานของปิรามิดเป็นระดับโภชนาการระดับแรก - ระดับของผู้ผลิต; ชั้นต่อมาของปิรามิดนั้นถูกสร้างขึ้นโดยระดับถัดไปของห่วงโซ่อาหาร - ผู้บริโภคในการสั่งซื้อต่างๆ ความสูงของบล็อกทั้งหมดในปิรามิดจะเท่ากัน และความยาวจะเป็นสัดส่วนกับจำนวน ชีวมวล หรือพลังงานในระดับที่สอดคล้องกัน
ปิรามิดเชิงนิเวศมีความโดดเด่นขึ้นอยู่กับตัวบ่งชี้ที่ใช้สร้างปิรามิด ในเวลาเดียวกันมีการกำหนดกฎพื้นฐานสำหรับปิรามิดทั้งหมดตามที่ในระบบนิเวศใด ๆ มีพืชมากกว่าสัตว์ สัตว์กินพืชมากกว่าสัตว์กินเนื้อ แมลงมากกว่านก
ตามกฎของปิรามิดทางนิเวศ คุณสามารถกำหนดหรือคำนวณอัตราส่วนเชิงปริมาณของพืชและสัตว์ชนิดต่างๆ ในระบบนิเวศวิทยาที่สร้างขึ้นตามธรรมชาติและเทียมได้ ตัวอย่างเช่น สัตว์ทะเลมวล 1 กิโลกรัม (แมวน้ำ ปลาโลมา) ต้องใช้ปลาที่กิน 10 กิโลกรัม และ 10 กิโลกรัมเหล่านี้ต้องการอาหาร 100 กิโลกรัมอยู่แล้ว - สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังในน้ำ ซึ่งในทางกลับกันต้องกินสาหร่าย 1,000 กิโลกรัม และแบคทีเรียก็ก่อตัวเป็นก้อนขนาดนี้ ในกรณีนี้ปิรามิดทางนิเวศจะยั่งยืน
อย่างไรก็ตาม อย่างที่คุณทราบ มีข้อยกเว้นสำหรับทุกกฎซึ่งจะพิจารณาในปิรามิดทางนิเวศแต่ละประเภท
โครงร่างระบบนิเวศแรกในรูปแบบของปิรามิดถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ยี่สิบของศตวรรษที่ 20 ชาร์ลส์ เอลตัน. โดยอาศัยการสังเกตภาคสนามของสัตว์จำนวนหนึ่งที่มีขนาดต่างกัน เอลตันไม่ได้รวมผู้ผลิตหลักและไม่ได้แยกความแตกต่างระหว่างสารทำลายล้างและผู้ย่อยสลาย อย่างไรก็ตาม เขาตั้งข้อสังเกตว่าผู้ล่ามักจะมีขนาดใหญ่กว่าเหยื่อ และตระหนักว่าอัตราส่วนนี้มีความเฉพาะเจาะจงอย่างยิ่งกับสัตว์บางประเภทเท่านั้น ในวัยสี่สิบเศษ นักนิเวศวิทยาชาวอเมริกัน เรย์มอนด์ ลินเดแมนใช้ความคิดของเอลตันกับระดับโภชนาการ โดยแยกออกจากสิ่งมีชีวิตเฉพาะที่ประกอบเป็นสิ่งมีชีวิตเหล่านั้น อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการแบ่งสัตว์ออกเป็นชั้นเรียนขนาดต่างๆ เป็นเรื่องง่าย แต่ก็ยากกว่ามากในการพิจารณาว่าสัตว์เหล่านั้นอยู่ในระดับโภชนาการใด ไม่ว่าในกรณีใด สามารถทำได้ในลักษณะที่เรียบง่ายและเป็นแบบทั่วไปเท่านั้น ความสัมพันธ์ทางโภชนาการและประสิทธิภาพของการถ่ายโอนพลังงานในองค์ประกอบทางชีวภาพของระบบนิเวศนั้นมักจะแสดงไว้ในรูปแบบของปิรามิดขั้นบันได นี่เป็นพื้นฐานที่ชัดเจนสำหรับการเปรียบเทียบ: 1) ระบบนิเวศที่แตกต่างกัน; 2) สถานะตามฤดูกาลของระบบนิเวศเดียวกัน 3) ระยะต่างๆ ของการเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศ ปิรามิดมีสามประเภท: 1) ปิรามิดของตัวเลขโดยพิจารณาจากการนับสิ่งมีชีวิตในแต่ละระดับโภชนาการ; 2) ปิรามิดชีวมวลซึ่งใช้มวลรวมของสิ่งมีชีวิต (มักจะแห้ง) ในแต่ละระดับโภชนาการ 3) ปิรามิดพลังงานโดยคำนึงถึงความเข้มข้นของพลังงานของสิ่งมีชีวิตในแต่ละระดับโภชนาการ
ประเภทของปิรามิดทางนิเวศ
ปิรามิดของตัวเลข- ในแต่ละระดับจะมีการวางแผนจำนวนสิ่งมีชีวิตแต่ละตัว
พีระมิดของตัวเลขแสดงรูปแบบที่ชัดเจนที่ Elton ค้นพบ: จำนวนบุคคลที่สร้างการเชื่อมโยงตามลำดับจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคลดลงอย่างต่อเนื่อง (รูปที่ 3)
ตัวอย่างเช่น ในการเลี้ยงหมาป่าตัวหนึ่ง เขาต้องมีกระต่ายอย่างน้อยหลายตัวจึงจะล่าได้ ในการเลี้ยงกระต่ายเหล่านี้คุณต้องมีพืชที่ค่อนข้างใหญ่ ในกรณีนี้ ปิระมิดจะมีลักษณะเป็นรูปสามเหลี่ยมโดยมีฐานกว้างเรียวขึ้นไป
อย่างไรก็ตาม ปิรามิดตัวเลขรูปแบบนี้ไม่ได้เป็นเรื่องปกติสำหรับระบบนิเวศทั้งหมด บางครั้งพวกเขาสามารถกลับด้านหรือกลับหัวได้ สิ่งนี้ใช้กับห่วงโซ่อาหารในป่า ซึ่งต้นไม้ทำหน้าที่เป็นผู้ผลิต และแมลงเป็นผู้บริโภคหลัก ในกรณีนี้ระดับของผู้บริโภคหลักนั้นมีตัวเลขมากกว่าระดับของผู้ผลิต (แมลงจำนวนมากกินต้นไม้ต้นเดียว) ดังนั้นปิรามิดของตัวเลขจึงมีข้อมูลน้อยที่สุดและบ่งบอกถึงน้อยที่สุดเช่น จำนวนสิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการเดียวกันส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดของพวกมัน
ปิรามิดชีวมวล- แสดงลักษณะมวลแห้งหรือเปียกทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการที่กำหนด เช่น ในหน่วยมวลต่อหน่วยพื้นที่ - g/m2, kg/ha, t/km2 หรือต่อปริมาตร - g/m3 (รูปที่ 4)
โดยปกติแล้วใน biocenoses บนบก มวลรวมของผู้ผลิตจะมากกว่าแต่ละลิงก์ที่ตามมา ในทางกลับกัน มวลรวมของผู้บริโภคลำดับที่ 1 จะมีมากกว่ามวลรวมของผู้บริโภคลำดับที่ 2 เป็นต้น
ในกรณีนี้ (หากสิ่งมีชีวิตไม่มีขนาดแตกต่างกันมากเกินไป) ปิระมิดก็จะมีลักษณะเป็นรูปสามเหลี่ยมโดยมีฐานกว้างเรียวขึ้นไป อย่างไรก็ตาม มีข้อยกเว้นที่สำคัญสำหรับกฎนี้ ตัวอย่างเช่น ในทะเล มวลชีวภาพของแพลงก์ตอนสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหารนั้นมีนัยสำคัญ (บางครั้ง 2-3 เท่า) มากกว่าชีวมวลของแพลงก์ตอนพืช ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสาหร่ายเซลล์เดียว สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าแพลงก์ตอนสัตว์กินสาหร่ายอย่างรวดเร็ว แต่พวกมันได้รับการปกป้องจากการบริโภคทั้งหมดด้วยอัตราการแบ่งเซลล์ที่สูงมาก
โดยทั่วไป biogeocenoses บนบกซึ่งผู้ผลิตมีขนาดใหญ่และมีอายุค่อนข้างนานจะมีลักษณะเป็นปิรามิดที่ค่อนข้างเสถียรและมีฐานกว้าง ในระบบนิเวศทางน้ำ ซึ่งผู้ผลิตมีขนาดเล็กและมีวงจรชีวิตสั้น พีระมิดของชีวมวลสามารถกลับด้านหรือกลับด้านได้ (โดยให้ปลายชี้ลง) ดังนั้นในทะเลสาบและทะเลมวลของพืชจะเกินมวลของผู้บริโภคเฉพาะในช่วงออกดอก (ฤดูใบไม้ผลิ) และในช่วงที่เหลือของปีก็อาจเกิดสถานการณ์ตรงกันข้ามได้
ปิรามิดของตัวเลขและชีวมวลสะท้อนถึงสถิตยศาสตร์ของระบบนั่นคือพวกมันแสดงลักษณะจำนวนหรือชีวมวลของสิ่งมีชีวิตในช่วงเวลาหนึ่ง พวกเขาไม่ได้ให้ข้อมูลที่ครบถ้วนเกี่ยวกับโครงสร้างทางโภชนาการของระบบนิเวศ แม้ว่าจะช่วยในการแก้ไขปัญหาในทางปฏิบัติหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการรักษาความยั่งยืนของระบบนิเวศ
ปิระมิดของตัวเลขช่วยให้สามารถคำนวณจำนวนปลาที่จับได้หรือการยิงสัตว์ที่อนุญาตในช่วงฤดูล่าสัตว์ โดยไม่มีผลกระทบต่อการสืบพันธุ์ตามปกติ
ปิรามิดพลังงาน- แสดงปริมาณการไหลของพลังงานหรือผลผลิตในระดับต่อเนื่อง (รูปที่ 5)
ตรงกันข้ามกับปิระมิดแห่งตัวเลขและชีวมวลซึ่งสะท้อนถึงสถิตยศาสตร์ของระบบ (จำนวนสิ่งมีชีวิต ณ ขณะนั้น) ปิรามิดแห่งพลังงานซึ่งสะท้อนภาพความเร็วของการผ่านของมวลอาหาร (ปริมาณพลังงาน) ผ่าน แต่ละระดับโภชนาการของห่วงโซ่อาหารทำให้เห็นภาพที่สมบูรณ์ที่สุดเกี่ยวกับการจัดองค์กรตามหน้าที่ของชุมชน
รูปร่างของปิรามิดนี้ไม่ได้รับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงขนาดและอัตราการเผาผลาญของแต่ละบุคคล และหากคำนึงถึงแหล่งพลังงานทั้งหมด ปิรามิดจะมีลักษณะโดยทั่วไปโดยมีฐานกว้างและปลายแหลมเสมอ เมื่อสร้างปิรามิดแห่งพลังงาน มักจะเพิ่มรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ฐานเพื่อแสดงการไหลเข้าของพลังงานแสงอาทิตย์
ในปี 1942 นักนิเวศวิทยาชาวอเมริกัน R. Lindeman ได้กำหนดกฎของปิรามิดพลังงาน (กฎ 10 เปอร์เซ็นต์) ซึ่งโดยเฉลี่ยแล้วประมาณ 10% ของพลังงานที่ได้รับในระดับก่อนหน้าของปิรามิดทางนิเวศผ่านจากหนึ่งถ้วยรางวัล ผ่านห่วงโซ่อาหารไปสู่ระดับโภชนาการอีกระดับหนึ่ง พลังงานที่เหลือจะสูญเสียไปในรูปของการแผ่รังสีความร้อน การเคลื่อนที่ ฯลฯ ผลจากกระบวนการเมแทบอลิซึม สิ่งมีชีวิตสูญเสียพลังงานประมาณ 90% ของพลังงานทั้งหมดในแต่ละจุดเชื่อมต่อของห่วงโซ่อาหาร ซึ่งใช้ไปกับการรักษาหน้าที่ที่สำคัญของพวกมัน
ถ้ากระต่ายกินพืชไป 10 กิโลกรัม น้ำหนักของมันอาจเพิ่มขึ้น 1 กิโลกรัม สุนัขจิ้งจอกหรือหมาป่ากินเนื้อกระต่าย 1 กิโลกรัมทำให้มวลของมันเพิ่มขึ้นเพียง 100 กรัม ในพืชที่เป็นไม้สัดส่วนนี้ต่ำกว่ามากเนื่องจากความจริงที่ว่าไม้ถูกดูดซึมโดยสิ่งมีชีวิตได้ไม่ดี สำหรับหญ้าและสาหร่ายทะเล ค่านี้จะมากกว่ามาก เนื่องจากไม่มีเนื้อเยื่อที่ย่อยยาก อย่างไรก็ตาม รูปแบบทั่วไปของกระบวนการถ่ายโอนพลังงานยังคงอยู่: พลังงานที่ไหลผ่านระดับโภชนาการส่วนบนจะน้อยกว่าพลังงานระดับล่างมาก
การแนะนำ
1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ
2. ใยอาหาร
3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด
4. การเชื่อมโยงอาหารป่าไม้
5. การสูญเสียพลังงานในวงจรไฟฟ้า
6. ปิรามิดเชิงนิเวศน์
6.1 ปิรามิดแห่งตัวเลข
6.2 ปิรามิดชีวมวล
บทสรุป
อ้างอิง
การแนะนำ
สิ่งมีชีวิตในธรรมชาติเชื่อมโยงกันด้วยพลังงานและสารอาหารที่เหมือนกัน ระบบนิเวศทั้งหมดสามารถเปรียบได้กับกลไกเดียวที่ใช้พลังงานและสารอาหารในการทำงาน สารอาหารเริ่มแรกมาจากส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิตในระบบ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะถูกส่งกลับในรูปของเสียหรือหลังจากการตายและการทำลายของสิ่งมีชีวิต
ภายในระบบนิเวศ สารอินทรีย์ที่มีพลังงานถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค และทำหน้าที่เป็นอาหาร (แหล่งของสสารและพลังงาน) สำหรับเฮเทอโรโทรฟ ตัวอย่างทั่วไป: สัตว์กินพืช ในทางกลับกันสัตว์นี้สามารถกินได้โดยสัตว์อื่นและด้วยวิธีนี้พลังงานสามารถถ่ายโอนผ่านสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่ง - แต่ละตัวที่ตามมาจะกินสิ่งมีชีวิตก่อนหน้าโดยจัดหาวัตถุดิบและพลังงานให้กับมัน ลำดับนี้เรียกว่าห่วงโซ่อาหารและแต่ละจุดเชื่อมต่อเรียกว่าระดับโภชนาการ
จุดประสงค์ของบทความนี้คือเพื่ออธิบายลักษณะการเชื่อมโยงทางอาหารในธรรมชาติ
1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ
Biogeocenoses มีความซับซ้อนมาก พวกมันมักจะมีห่วงโซ่อาหารหลายสายที่ขนานกันและซับซ้อน และมักจะวัดจำนวนสายพันธุ์ทั้งหมดเป็นร้อยหรือพัน เกือบทุกครั้ง สัตว์ต่าง ๆ กินวัตถุต่าง ๆ และพวกมันก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของสมาชิกหลายคนในระบบนิเวศ ผลลัพธ์ที่ได้คือเครือข่ายที่ซับซ้อนของการเชื่อมโยงอาหาร
แต่ละจุดเชื่อมต่อในห่วงโซ่อาหารเรียกว่าระดับโภชนาการ ระดับโภชนาการระดับแรกถูกครอบครองโดยออโตโทรฟหรือที่เรียกว่าผู้ผลิตหลัก สิ่งมีชีวิตระดับโภชนาการที่สองเรียกว่าผู้บริโภคหลัก ผู้บริโภคอันดับที่สาม - รอง ฯลฯ โดยปกติจะมีระดับโภชนาการสี่หรือห้าระดับและไม่เกินหกระดับ
ผู้ผลิตหลักคือสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชสีเขียว โปรคาริโอตบางชนิด ได้แก่ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวและแบคทีเรียบางชนิดก็สังเคราะห์ด้วยแสงได้เช่นกัน แต่การมีส่วนร่วมของพวกมันนั้นค่อนข้างน้อย การสังเคราะห์ด้วยแสงแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ (พลังงานแสง) ให้เป็นพลังงานเคมีที่มีอยู่ในโมเลกุลอินทรีย์ที่ใช้สร้างเนื้อเยื่อ แบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีซึ่งดึงพลังงานจากสารประกอบอนินทรีย์ก็มีส่วนช่วยเล็กน้อยในการผลิตอินทรียวัตถุเช่นกัน
ในระบบนิเวศทางน้ำ ผู้ผลิตหลักคือสาหร่าย ซึ่งมักเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดเล็กที่ประกอบเป็นแพลงก์ตอนพืชของชั้นผิวของมหาสมุทรและทะเลสาบ บนบก การผลิตขั้นต้นส่วนใหญ่มาจากรูปแบบที่มีการจัดระเบียบขั้นสูงมากขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับยิมโนสเปิร์มและแองจีโอสเปิร์ม พวกมันก่อตัวเป็นป่าไม้และทุ่งหญ้า
ผู้บริโภคหลักกินอาหารจากผู้ผลิตหลัก กล่าวคือ พวกเขาเป็นสัตว์กินพืช บนบก สัตว์กินพืชโดยทั่วไปประกอบด้วยแมลง สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิด สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินพืชเป็นอาหารกลุ่มที่สำคัญที่สุดคือสัตว์ฟันแทะและสัตว์กีบเท้า ประเภทหลัง ได้แก่ สัตว์กินหญ้า เช่น ม้า แกะ และวัว ซึ่งปรับให้เหมาะกับการวิ่งด้วยเท้า
ในระบบนิเวศทางน้ำ (น้ำจืดและทางทะเล) สัตว์กินพืชมักจะแสดงด้วยหอยและสัตว์จำพวกครัสเตเชียนขนาดเล็ก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ส่วนใหญ่ เช่น คลาโดเซแรน โคพีพอด ตัวอ่อนของปู เพรียง และหอยสองฝา (เช่น หอยแมลงภู่และหอยนางรม) กินอาหารโดยการกรองผู้ผลิตหลักรายเล็กๆ ออกจากน้ำ เมื่อรวมกับโปรโตซัวแล้ว หลายชนิดจะก่อตัวเป็นแพลงก์ตอนสัตว์จำนวนมากที่กินแพลงก์ตอนพืชเป็นอาหาร ชีวิตในมหาสมุทรและทะเลสาบขึ้นอยู่กับแพลงก์ตอนเกือบทั้งหมด เนื่องจากห่วงโซ่อาหารเกือบทั้งหมดเริ่มต้นจากพวกมัน
วัสดุจากพืช (เช่น น้ำหวาน) → แมลงวัน → แมงมุม →
→ ปากร้าย → นกฮูก
น้ำนมกุหลาบ → เพลี้ยอ่อน → เต่าทอง → แมงมุม → นกกินแมลง → นกล่าเหยื่อ
ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลัก ได้แก่ การแทะเล็มและการทำลายล้าง ข้างต้นเป็นตัวอย่างของทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ซึ่งระดับโภชนาการแรกถูกครอบครองโดยพืชสีเขียว ระดับที่สองคือสัตว์ในทุ่งหญ้า และระดับที่สามคือผู้ล่า ร่างกายของพืชและสัตว์ที่ตายแล้วยังคงมีพลังงานและ “วัสดุก่อสร้าง” เช่นเดียวกับสิ่งขับถ่ายทางหลอดเลือดดำ เช่น ปัสสาวะและอุจจาระ สารอินทรีย์เหล่านี้ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ได้แก่ เชื้อราและแบคทีเรีย ซึ่งอาศัยอยู่เป็น saprophytes บนสารตกค้างอินทรีย์ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าตัวย่อยสลาย พวกมันปล่อยเอนไซม์ย่อยอาหารลงบนศพหรือของเสียและดูดซับผลิตภัณฑ์จากการย่อยอาหาร อัตราการสลายตัวอาจแตกต่างกันไป อินทรียวัตถุจากปัสสาวะ อุจจาระ และซากสัตว์ถูกใช้ไปภายในไม่กี่สัปดาห์ ในขณะที่ต้นไม้และกิ่งที่ร่วงหล่นอาจใช้เวลาหลายปีในการย่อยสลาย บทบาทที่สำคัญมากในการสลายตัวของไม้ (และเศษพืชอื่น ๆ ) เกิดขึ้นจากเชื้อราซึ่งหลั่งเอนไซม์เซลลูโลสซึ่งทำให้ไม้อ่อนตัวและช่วยให้สัตว์ตัวเล็กสามารถเจาะและดูดซับวัสดุที่อ่อนนุ่มได้
ชิ้นส่วนของวัสดุที่ย่อยสลายบางส่วนเรียกว่าเศษซาก และสัตว์ขนาดเล็กจำนวนมาก (เศษซาก) กินพวกมันเป็นอาหาร ช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวให้เร็วขึ้น เนื่องจากทั้งตัวย่อยสลายที่แท้จริง (เชื้อราและแบคทีเรีย) และสารทำลายล้าง (สัตว์) มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ บางครั้งทั้งสองจึงถูกเรียกว่าตัวย่อยสลาย แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วคำนี้จะหมายถึงสิ่งมีชีวิตที่มี saprophytic เท่านั้น
ในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่สามารถกินเศษซากได้ จากนั้นจึงสร้างห่วงโซ่อาหารประเภทต่างๆ ขึ้นมา นั่นคือ ห่วงโซ่ ซึ่งเป็นห่วงโซ่ที่เริ่มต้นด้วยเศษซาก:
เศษซาก → เศษซาก → ผู้ล่า
เศษซากของชุมชนป่าไม้และชายฝั่ง ได้แก่ ไส้เดือน เหาไม้ ตัวอ่อนของแมลงวันซากศพ (ป่า) โพลีคีเอต แมลงวันสีแดง แมลงวันโฮโลทูเรียน (เขตชายฝั่ง)
ต่อไปนี้เป็นห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายสองชนิดในป่าของเรา:
เศษใบไม้ → ไส้เดือน → นกชนิดหนึ่ง → เหยี่ยวนกกระจอก
สัตว์ที่ตายแล้ว → ตัวอ่อนแมลงวันซากศพ → กบหญ้า → งูหญ้าธรรมดา
สารทำลายล้างทั่วไปบางชนิด ได้แก่ ไส้เดือน เหาไม้ หนอนเท้าและตัวที่มีขนาดเล็กกว่า (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.
2. ใยอาหาร
ในแผนภาพห่วงโซ่อาหาร สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะแสดงเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตประเภทเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ทางอาหารที่เกิดขึ้นจริงในระบบนิเวศนั้นซับซ้อนกว่ามาก เนื่องจากสัตว์อาจกินสิ่งมีชีวิตประเภทต่างๆ จากห่วงโซ่อาหารเดียวกัน หรือแม้แต่จากห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักล่าที่มีระดับโภชนาการสูง สัตว์บางชนิดกินทั้งสัตว์และพืชอื่น พวกมันถูกเรียกว่าสัตว์กินพืชทุกชนิด (โดยเฉพาะกับมนุษย์) ในความเป็นจริง ห่วงโซ่อาหารเชื่อมโยงกันในลักษณะที่ใยอาหาร (โภชนาการ) เกิดขึ้น แผนผังสายใยอาหารสามารถแสดงการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้เพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น และโดยปกติจะมีสัตว์นักล่าเพียงหนึ่งหรือสองตัวจากแต่ละระดับโภชนาการขั้นสูงเท่านั้น แผนภาพดังกล่าวแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ทางอาหารระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาเชิงปริมาณของปิรามิดในระบบนิเวศและผลผลิตของระบบนิเวศ
3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด
ห่วงโซ่อาหารของแหล่งน้ำจืดประกอบด้วยการเชื่อมโยงหลายสายต่อเนื่องกัน ตัวอย่างเช่น โปรโตซัวซึ่งสัตว์จำพวกครัสเตเชียนตัวเล็กกินจะกินเศษพืชและแบคทีเรียที่เกิดขึ้น ในทางกลับกันสัตว์จำพวกครัสเตเชียนก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของปลาและปลานักล่าก็สามารถกินพวกหลังได้ เกือบทุกสายพันธุ์ไม่ได้กินอาหารประเภทเดียว แต่ใช้วัตถุอาหารต่างกัน ห่วงโซ่อาหารมีความเกี่ยวพันกันอย่างซับซ้อน ข้อสรุปทั่วไปที่สำคัญต่อจากนี้: หากสมาชิกใด ๆ ของ biogeocenosis หลุดออกไป ระบบจะไม่หยุดชะงัก เนื่องจากมีการใช้แหล่งอาหารอื่น ยิ่งมีความหลากหลายชนิดพันธุ์มากเท่าไร ระบบก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น
แหล่งพลังงานหลักใน biogeocenosis ในน้ำเช่นเดียวกับในระบบนิเวศส่วนใหญ่คือแสงแดด ซึ่งทำให้พืชสังเคราะห์อินทรียวัตถุได้ แน่นอนว่าชีวมวลของสัตว์ทุกตัวที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำนั้นขึ้นอยู่กับผลผลิตทางชีวภาพของพืชโดยสิ้นเชิง
การแนะนำ
ตัวอย่างที่โดดเด่นของโซ่ส่งกำลัง:
การจำแนกประเภทของสิ่งมีชีวิตตามบทบาทในวัฏจักรของสาร
ห่วงโซ่อาหารใด ๆ เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต 3 กลุ่ม:
ผู้ผลิต (ผู้ผลิต) | ผู้บริโภค (ผู้บริโภค) | เครื่องย่อยสลาย (เรือพิฆาต) |
สิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิกที่สังเคราะห์อินทรียวัตถุจากแร่ธาตุโดยใช้พลังงาน (พืช) | สิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิกที่กิน (กิน แปรรูป ฯลฯ) สารอินทรีย์ที่มีชีวิต และถ่ายโอนพลังงานที่มีอยู่ในนั้นผ่านห่วงโซ่อาหาร | สิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิกที่ทำลาย (กระบวนการ) สารอินทรีย์ที่ตายแล้วจากแหล่งกำเนิดใดๆ ให้เป็นแร่ธาตุ |
ความเชื่อมโยงระหว่างสิ่งมีชีวิตในห่วงโซ่อาหาร
ห่วงโซ่อาหาร ไม่ว่าจะเป็นอะไรก็ตาม สร้างความเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดระหว่างวัตถุต่างๆ ทั้งในธรรมชาติที่มีชีวิตและไม่มีชีวิต และการแตกของลิงก์ใด ๆ ก็ตามสามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่เลวร้ายและความไม่สมดุลในธรรมชาติ ส่วนประกอบที่สำคัญและสำคัญที่สุดของโซ่ส่งกำลังคือพลังงานแสงอาทิตย์ หากไม่มีมันก็จะไม่มีชีวิต เมื่อเคลื่อนที่ไปตามห่วงโซ่อาหาร พลังงานนี้จะถูกประมวลผล และสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะสร้างมันขึ้นมาเอง โดยส่งผ่านเพียง 10% ไปยังจุดเชื่อมต่อถัดไป
เมื่อตาย ร่างกายจะเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารอื่นๆ ที่คล้ายกัน และวงจรของสารต่างๆ จะดำเนินต่อไป สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสามารถออกจากห่วงโซ่อาหารหนึ่งและย้ายไปยังอีกห่วงโซ่หนึ่งได้อย่างง่ายดาย
บทบาทของพื้นที่ธรรมชาติในวัฏจักรของสาร
โดยธรรมชาติแล้ว สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในเขตธรรมชาติเดียวกันจะสร้างห่วงโซ่อาหารพิเศษของตัวเองขึ้นมาซึ่งไม่สามารถเกิดขึ้นซ้ำได้ในโซนอื่นได้ ดังนั้นห่วงโซ่อาหารของเขตบริภาษจึงประกอบด้วยหญ้าและสัตว์หลากหลายชนิด ห่วงโซ่อาหารในที่ราบกว้างใหญ่ไม่รวมถึงต้นไม้เนื่องจากมีน้อยมากหรือแคระแกรน ในส่วนของสัตว์โลก สัตว์จำพวกอาร์ติโอแด็กทิล สัตว์ฟันแทะ เหยี่ยว (เหยี่ยวและนกอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน) และแมลงชนิดต่างๆ มีอิทธิพลเหนือที่นี่
การจำแนกประเภทของวงจรกำลัง
หลักการของปิรามิดทางนิเวศน์
หากเราพิจารณาเฉพาะสายโซ่ที่เริ่มต้นด้วยพืช วัฏจักรทั้งหมดของสสารในสายโซ่เหล่านั้นจะมาจากการสังเคราะห์ด้วยแสง ในระหว่างที่พลังงานแสงอาทิตย์ถูกดูดซับ พืชใช้พลังงานส่วนใหญ่ไปกับหน้าที่สำคัญของพวกมัน และมีเพียง 10% เท่านั้นที่จะไปยังลิงก์ถัดไป เป็นผลให้แต่ละสิ่งมีชีวิตต่อมาต้องการสิ่งมีชีวิต (วัตถุ) ของลิงค์ก่อนหน้ามากขึ้นเรื่อย ๆ สิ่งนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนโดยปิรามิดทางนิเวศวิทยาซึ่งส่วนใหญ่มักใช้เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ พวกมันคือปิรามิดแห่งมวล ปริมาณ และพลังงาน
การแนะนำ
1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ
2. ใยอาหาร
3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด
4. การเชื่อมโยงอาหารป่าไม้
5. การสูญเสียพลังงานในวงจรไฟฟ้า
6. ปิรามิดเชิงนิเวศน์
6.1 ปิรามิดแห่งตัวเลข
6.2 ปิรามิดชีวมวล
บทสรุป
อ้างอิง
การแนะนำ
สิ่งมีชีวิตในธรรมชาติเชื่อมโยงกันด้วยพลังงานและสารอาหารที่เหมือนกัน ระบบนิเวศทั้งหมดสามารถเปรียบได้กับกลไกเดียวที่ใช้พลังงานและสารอาหารในการทำงาน สารอาหารเริ่มแรกมาจากส่วนประกอบที่ไม่มีชีวิตในระบบ ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะถูกส่งกลับในรูปของเสียหรือหลังจากการตายและการทำลายของสิ่งมีชีวิต
ภายในระบบนิเวศ สารอินทรีย์ที่มีพลังงานถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค และทำหน้าที่เป็นอาหาร (แหล่งของสสารและพลังงาน) สำหรับเฮเทอโรโทรฟ ตัวอย่างทั่วไป: สัตว์กินพืช ในทางกลับกันสัตว์นี้สามารถกินได้โดยสัตว์อื่นและด้วยวิธีนี้พลังงานสามารถถ่ายโอนผ่านสิ่งมีชีวิตจำนวนหนึ่ง - แต่ละตัวที่ตามมาจะกินสิ่งมีชีวิตก่อนหน้าโดยจัดหาวัตถุดิบและพลังงานให้กับมัน ลำดับนี้เรียกว่าห่วงโซ่อาหารและแต่ละจุดเชื่อมต่อเรียกว่าระดับโภชนาการ
จุดประสงค์ของบทความนี้คือเพื่ออธิบายลักษณะการเชื่อมโยงทางอาหารในธรรมชาติ
1. ห่วงโซ่อาหารและระดับโภชนาการ
Biogeocenoses มีความซับซ้อนมาก พวกมันมักจะมีห่วงโซ่อาหารหลายสายที่ขนานกันและซับซ้อน และมักจะวัดจำนวนสายพันธุ์ทั้งหมดเป็นร้อยหรือพัน เกือบทุกครั้ง สัตว์ต่าง ๆ กินวัตถุต่าง ๆ และพวกมันก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของสมาชิกหลายคนในระบบนิเวศ ผลลัพธ์ที่ได้คือเครือข่ายที่ซับซ้อนของการเชื่อมโยงอาหาร
แต่ละจุดเชื่อมต่อในห่วงโซ่อาหารเรียกว่าระดับโภชนาการ ระดับโภชนาการระดับแรกถูกครอบครองโดยออโตโทรฟหรือที่เรียกว่าผู้ผลิตหลัก สิ่งมีชีวิตระดับโภชนาการที่สองเรียกว่าผู้บริโภคหลัก ผู้บริโภคอันดับที่สาม - รอง ฯลฯ โดยปกติจะมีระดับโภชนาการสี่หรือห้าระดับและไม่เกินหกระดับ
ผู้ผลิตหลักคือสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิค ซึ่งส่วนใหญ่เป็นพืชสีเขียว โปรคาริโอตบางชนิด ได้แก่ สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียวและแบคทีเรียบางชนิดก็สังเคราะห์ด้วยแสงได้เช่นกัน แต่การมีส่วนร่วมของพวกมันนั้นค่อนข้างน้อย การสังเคราะห์ด้วยแสงแปลงพลังงานแสงอาทิตย์ (พลังงานแสง) ให้เป็นพลังงานเคมีที่มีอยู่ในโมเลกุลอินทรีย์ที่ใช้สร้างเนื้อเยื่อ แบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีซึ่งดึงพลังงานจากสารประกอบอนินทรีย์ก็มีส่วนช่วยเล็กน้อยในการผลิตอินทรียวัตถุเช่นกัน
ในระบบนิเวศทางน้ำ ผู้ผลิตหลักคือสาหร่าย ซึ่งมักเป็นสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวขนาดเล็กที่ประกอบเป็นแพลงก์ตอนพืชของชั้นผิวของมหาสมุทรและทะเลสาบ บนบก การผลิตขั้นต้นส่วนใหญ่มาจากรูปแบบที่มีการจัดระเบียบขั้นสูงมากขึ้นซึ่งเกี่ยวข้องกับยิมโนสเปิร์มและแองจีโอสเปิร์ม พวกมันก่อตัวเป็นป่าไม้และทุ่งหญ้า
ผู้บริโภคหลักกินอาหารจากผู้ผลิตหลัก กล่าวคือ พวกเขาเป็นสัตว์กินพืช บนบก สัตว์กินพืชโดยทั่วไปประกอบด้วยแมลง สัตว์เลื้อยคลาน นก และสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมหลายชนิด สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินพืชเป็นอาหารกลุ่มที่สำคัญที่สุดคือสัตว์ฟันแทะและสัตว์กีบเท้า ประเภทหลัง ได้แก่ สัตว์กินหญ้า เช่น ม้า แกะ และวัว ซึ่งปรับให้เหมาะกับการวิ่งด้วยเท้า
ในระบบนิเวศทางน้ำ (น้ำจืดและทางทะเล) สัตว์กินพืชมักจะแสดงด้วยหอยและสัตว์จำพวกครัสเตเชียนขนาดเล็ก สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ส่วนใหญ่ เช่น คลาโดเซแรน โคพีพอด ตัวอ่อนของปู เพรียง และหอยสองฝา (เช่น หอยแมลงภู่และหอยนางรม) กินอาหารโดยการกรองผู้ผลิตหลักรายเล็กๆ ออกจากน้ำ เมื่อรวมกับโปรโตซัวแล้ว หลายชนิดจะก่อตัวเป็นแพลงก์ตอนสัตว์จำนวนมากที่กินแพลงก์ตอนพืชเป็นอาหาร ชีวิตในมหาสมุทรและทะเลสาบขึ้นอยู่กับแพลงก์ตอนเกือบทั้งหมด เนื่องจากห่วงโซ่อาหารเกือบทั้งหมดเริ่มต้นจากพวกมัน
วัสดุจากพืช (เช่น น้ำหวาน) → แมลงวัน → แมงมุม →
→ ปากร้าย → นกฮูก
น้ำนมกุหลาบ → เพลี้ยอ่อน → เต่าทอง → แมงมุม → นกกินแมลง → นกล่าเหยื่อ
ห่วงโซ่อาหารมีสองประเภทหลัก ได้แก่ การแทะเล็มและการทำลายล้าง ข้างต้นเป็นตัวอย่างของทุ่งหญ้าเลี้ยงสัตว์ซึ่งระดับโภชนาการแรกถูกครอบครองโดยพืชสีเขียว ระดับที่สองคือสัตว์ในทุ่งหญ้า และระดับที่สามคือผู้ล่า ร่างกายของพืชและสัตว์ที่ตายแล้วยังคงมีพลังงานและ “วัสดุก่อสร้าง” เช่นเดียวกับสิ่งขับถ่ายทางหลอดเลือดดำ เช่น ปัสสาวะและอุจจาระ สารอินทรีย์เหล่านี้ถูกย่อยสลายโดยจุลินทรีย์ ได้แก่ เชื้อราและแบคทีเรีย ซึ่งอาศัยอยู่เป็น saprophytes บนสารตกค้างอินทรีย์ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่าตัวย่อยสลาย พวกมันปล่อยเอนไซม์ย่อยอาหารลงบนศพหรือของเสียและดูดซับผลิตภัณฑ์จากการย่อยอาหาร อัตราการสลายตัวอาจแตกต่างกันไป อินทรียวัตถุจากปัสสาวะ อุจจาระ และซากสัตว์ถูกใช้ไปภายในไม่กี่สัปดาห์ ในขณะที่ต้นไม้และกิ่งที่ร่วงหล่นอาจใช้เวลาหลายปีในการย่อยสลาย บทบาทที่สำคัญมากในการสลายตัวของไม้ (และเศษพืชอื่น ๆ ) เกิดขึ้นจากเชื้อราซึ่งหลั่งเอนไซม์เซลลูโลสซึ่งทำให้ไม้อ่อนตัวและช่วยให้สัตว์ตัวเล็กสามารถเจาะและดูดซับวัสดุที่อ่อนนุ่มได้
ชิ้นส่วนของวัสดุที่ย่อยสลายบางส่วนเรียกว่าเศษซาก และสัตว์ขนาดเล็กจำนวนมาก (เศษซาก) กินพวกมันเป็นอาหาร ช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวให้เร็วขึ้น เนื่องจากทั้งตัวย่อยสลายที่แท้จริง (เชื้อราและแบคทีเรีย) และสารทำลายล้าง (สัตว์) มีส่วนร่วมในกระบวนการนี้ บางครั้งทั้งสองจึงถูกเรียกว่าตัวย่อยสลาย แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วคำนี้จะหมายถึงสิ่งมีชีวิตที่มี saprophytic เท่านั้น
ในทางกลับกัน สิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่สามารถกินเศษซากได้ จากนั้นจึงสร้างห่วงโซ่อาหารประเภทต่างๆ ขึ้นมา นั่นคือ ห่วงโซ่ ซึ่งเป็นห่วงโซ่ที่เริ่มต้นด้วยเศษซาก:
เศษซาก → เศษซาก → ผู้ล่า
เศษซากของชุมชนป่าไม้และชายฝั่ง ได้แก่ ไส้เดือน เหาไม้ ตัวอ่อนของแมลงวันซากศพ (ป่า) โพลีคีเอต แมลงวันสีแดง แมลงวันโฮโลทูเรียน (เขตชายฝั่ง)
ต่อไปนี้เป็นห่วงโซ่อาหารที่เป็นอันตรายสองชนิดในป่าของเรา:
เศษใบไม้ → ไส้เดือน → นกชนิดหนึ่ง → เหยี่ยวนกกระจอก
สัตว์ที่ตายแล้ว → ตัวอ่อนแมลงวันซากศพ → กบหญ้า → งูหญ้าธรรมดา
สารทำลายล้างทั่วไปบางชนิด ได้แก่ ไส้เดือน เหาไม้ หนอนเท้าและตัวที่มีขนาดเล็กกว่า (<0,5 мм) животные, такие, как клещи, ногохвостки, нематоды и черви-энхитреиды.
2. ใยอาหาร
ในแผนภาพห่วงโซ่อาหาร สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะแสดงเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตประเภทเดียวกัน อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ทางอาหารที่เกิดขึ้นจริงในระบบนิเวศนั้นซับซ้อนกว่ามาก เนื่องจากสัตว์อาจกินสิ่งมีชีวิตประเภทต่างๆ จากห่วงโซ่อาหารเดียวกัน หรือแม้แต่จากห่วงโซ่อาหารที่แตกต่างกัน นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักล่าที่มีระดับโภชนาการสูง สัตว์บางชนิดกินทั้งสัตว์และพืชอื่น พวกมันถูกเรียกว่าสัตว์กินพืชทุกชนิด (โดยเฉพาะกับมนุษย์) ในความเป็นจริง ห่วงโซ่อาหารเชื่อมโยงกันในลักษณะที่ใยอาหาร (โภชนาการ) เกิดขึ้น แผนผังสายใยอาหารสามารถแสดงการเชื่อมต่อที่เป็นไปได้เพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น และโดยปกติจะมีสัตว์นักล่าเพียงหนึ่งหรือสองตัวจากแต่ละระดับโภชนาการขั้นสูงเท่านั้น แผนภาพดังกล่าวแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ทางอาหารระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและเป็นพื้นฐานสำหรับการศึกษาเชิงปริมาณของปิรามิดในระบบนิเวศและผลผลิตของระบบนิเวศ
3. การเชื่อมต่ออาหารน้ำจืด
ห่วงโซ่อาหารของแหล่งน้ำจืดประกอบด้วยการเชื่อมโยงหลายสายต่อเนื่องกัน ตัวอย่างเช่น โปรโตซัวซึ่งสัตว์จำพวกครัสเตเชียนตัวเล็กกินจะกินเศษพืชและแบคทีเรียที่เกิดขึ้น ในทางกลับกันสัตว์จำพวกครัสเตเชียนก็ทำหน้าที่เป็นอาหารของปลาและปลานักล่าก็สามารถกินพวกหลังได้ เกือบทุกสายพันธุ์ไม่ได้กินอาหารประเภทเดียว แต่ใช้วัตถุอาหารต่างกัน ห่วงโซ่อาหารมีความเกี่ยวพันกันอย่างซับซ้อน ข้อสรุปทั่วไปที่สำคัญต่อจากนี้: หากสมาชิกใด ๆ ของ biogeocenosis หลุดออกไป ระบบจะไม่หยุดชะงัก เนื่องจากมีการใช้แหล่งอาหารอื่น ยิ่งมีความหลากหลายชนิดพันธุ์มากเท่าไร ระบบก็จะยิ่งมีเสถียรภาพมากขึ้นเท่านั้น
แหล่งพลังงานหลักใน biogeocenosis ในน้ำเช่นเดียวกับในระบบนิเวศส่วนใหญ่คือแสงแดด ซึ่งทำให้พืชสังเคราะห์อินทรียวัตถุได้ แน่นอนว่าชีวมวลของสัตว์ทุกตัวที่มีอยู่ในอ่างเก็บน้ำนั้นขึ้นอยู่กับผลผลิตทางชีวภาพของพืชโดยสิ้นเชิง
บ่อยครั้งสาเหตุของผลผลิตที่ต่ำของอ่างเก็บน้ำธรรมชาติคือการขาดแคลนแร่ธาตุ (โดยเฉพาะไนโตรเจนและฟอสฟอรัส) ที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืชออโตโทรฟิคหรือความเป็นกรดที่ไม่เอื้ออำนวยของน้ำ การใช้ปุ๋ยแร่ และในกรณีสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด การปูนในอ่างเก็บน้ำ มีส่วนช่วยในการขยายพันธุ์ของแพลงก์ตอนพืชซึ่งเป็นอาหารสัตว์ที่ใช้เป็นอาหารของปลา ด้วยวิธีนี้ผลผลิตของบ่อประมงจึงเพิ่มขึ้น
4. การเชื่อมโยงอาหารป่าไม้
ความอุดมสมบูรณ์และความหลากหลายของพืชซึ่งผลิตอินทรียวัตถุจำนวนมหาศาลที่สามารถใช้เป็นอาหารได้ทำให้เกิดการพัฒนาในป่าโอ๊กของผู้บริโภคจำนวนมากจากสัตว์โลกตั้งแต่โปรโตซัวไปจนถึงสัตว์มีกระดูกสันหลังที่สูงขึ้น - นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ห่วงโซ่อาหารในป่าเชื่อมโยงกันเป็นสายใยอาหารที่ซับซ้อนมาก ดังนั้นการสูญเสียสัตว์หนึ่งสายพันธุ์มักจะไม่รบกวนระบบทั้งหมดอย่างมีนัยสำคัญ ความสำคัญของสัตว์กลุ่มต่าง ๆ ใน biogeocenosis นั้นไม่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น การหายตัวไปของสัตว์กีบเท้าขนาดใหญ่ที่กินพืชเป็นอาหารในป่าโอ๊กส่วนใหญ่ของเรา เช่น ไบซัน กวาง กวางโร กวางเอลค์ จะมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อระบบนิเวศโดยรวม เนื่องจากจำนวนพวกมันและชีวมวลจึงไม่เคยมีขนาดใหญ่นัก ไม่มีบทบาทสำคัญในวัฏจักรทั่วไปของสาร แต่ถ้าแมลงที่กินพืชเป็นอาหารหายไป ผลที่ตามมาก็จะร้ายแรงมาก เนื่องจากแมลงทำหน้าที่สำคัญของแมลงผสมเกสรใน biogeocenosis มีส่วนร่วมในการทำลายขยะและทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของการเชื่อมโยงที่ตามมามากมายในห่วงโซ่อาหาร
สิ่งสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของป่าคือกระบวนการสลายตัวและการทำให้เป็นแร่ของมวลของใบไม้ที่กำลังจะตายไม้ซากสัตว์และผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมที่สำคัญของพวกเขา จากการเพิ่มขึ้นโดยรวมต่อปีของมวลชีวภาพของส่วนเหนือพื้นดินของพืช ประมาณ 3-4 ตันต่อ 1 เฮกตาร์ตายและร่วงหล่นตามธรรมชาติ ก่อให้เกิดสิ่งที่เรียกว่าขยะป่า มวลที่สำคัญยังประกอบด้วยส่วนใต้ดินของพืชที่ตายแล้ว เมื่อใช้ขยะ แร่ธาตุและไนโตรเจนส่วนใหญ่ที่พืชใช้จะกลับคืนสู่ดิน
ซากสัตว์จะถูกทำลายอย่างรวดเร็วโดยแมลงปีกแข็ง ด้วงหนัง ตัวอ่อนของแมลงวันซากศพ และแมลงอื่นๆ รวมถึงแบคทีเรียที่เน่าเปื่อยได้ เส้นใยและสารคงทนอื่นๆ ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของเศษซากพืชจะย่อยสลายได้ยากกว่า แต่ยังทำหน้าที่เป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น เชื้อราและแบคทีเรีย ซึ่งมีเอนไซม์พิเศษที่จะสลายเส้นใยและสารอื่นๆ ให้เป็นน้ำตาลที่ย่อยง่าย
ทันทีที่พืชตาย สารของพวกมันก็ถูกใช้โดยผู้ทำลายอย่างสมบูรณ์ ส่วนสำคัญของชีวมวลประกอบด้วยไส้เดือน ซึ่งมีหน้าที่ในการย่อยสลายและเคลื่อนย้ายอินทรียวัตถุในดินอย่างมาก จำนวนแมลงไร oribatid หนอนและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังอื่น ๆ ทั้งหมดมีจำนวนถึงหลายสิบถึงหลายร้อยล้านต่อเฮกตาร์ บทบาทของแบคทีเรียและเชื้อรา saprophytic ระดับล่างมีความสำคัญอย่างยิ่งในการย่อยสลายขยะ
5. การสูญเสียพลังงานในวงจรไฟฟ้า
สิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่ก่อตัวเป็นห่วงโซ่อาหารนั้นมีอยู่ในอินทรียวัตถุที่สร้างโดยพืชสีเขียว ในกรณีนี้ มีรูปแบบที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพการใช้และการแปลงพลังงานในกระบวนการโภชนาการ สาระสำคัญของมันมีดังนี้
โดยรวมแล้วเพียงประมาณ 1% ของพลังงานรังสีของดวงอาทิตย์ที่ตกบนต้นไม้จะถูกแปลงเป็นพลังงานศักย์ของพันธะเคมีของสารอินทรีย์สังเคราะห์และสิ่งมีชีวิตเฮเทอโรโทรฟิคสามารถนำไปใช้ต่อไปเพื่อเป็นโภชนาการได้ เมื่อสัตว์กินพืช พลังงานส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในอาหารจะถูกใช้ไปกับกระบวนการสำคัญต่างๆ กลายเป็นความร้อนและสลายไป พลังงานอาหารเพียง 5-20% เท่านั้นที่ส่งผ่านไปยังสารที่สร้างขึ้นใหม่ในร่างกายของสัตว์ หากผู้ล่ากินสัตว์กินพืช พลังงานส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในอาหารก็จะหายไปอีกครั้ง เนื่องจากการสูญเสียพลังงานที่เป็นประโยชน์อย่างมาก ห่วงโซ่อาหารจึงไม่สามารถยาวได้มากนัก โดยปกติแล้วจะประกอบด้วยลิงก์ไม่เกิน 3-5 เส้น (ระดับอาหาร)
ปริมาณของพืชที่ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของห่วงโซ่อาหารนั้นมากกว่ามวลรวมของสัตว์กินพืชหลายเท่าเสมอ และมวลของการเชื่อมโยงแต่ละรายการในห่วงโซ่อาหารก็ลดลงเช่นกัน รูปแบบที่สำคัญมากนี้เรียกว่ากฎของปิรามิดทางนิเวศ
6. ปิรามิดเชิงนิเวศน์
6.1 ปิรามิดแห่งตัวเลข
หากต้องการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศและแสดงความสัมพันธ์เหล่านี้ในรูปแบบกราฟิก การใช้ปิรามิดในระบบนิเวศจะสะดวกกว่าการใช้แผนภาพใยอาหาร ในกรณีนี้ จำนวนสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันในดินแดนที่กำหนดจะถูกนับก่อน โดยจัดกลุ่มตามระดับโภชนาการ หลังจากการคำนวณดังกล่าว จะเห็นได้ชัดว่าจำนวนสัตว์ลดลงอย่างต่อเนื่องในช่วงการเปลี่ยนจากระดับโภชนาการที่สองไปเป็นระดับถัดไป จำนวนพืชในระดับโภชนาการแรกมักจะเกินจำนวนสัตว์ที่ประกอบขึ้นเป็นระดับที่สองด้วย สิ่งนี้สามารถพรรณนาได้ว่าเป็นปิรามิดของตัวเลข
เพื่อความสะดวก จำนวนสิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการที่กำหนดสามารถแสดงเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า ความยาว (หรือพื้นที่) จะเป็นสัดส่วนกับจำนวนสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในพื้นที่ที่กำหนด (หรือในปริมาตรที่กำหนด หากเป็น ระบบนิเวศทางน้ำ) รูปนี้แสดงปิระมิดประชากรที่สะท้อนสถานการณ์จริงในธรรมชาติ ผู้ล่าที่อยู่ในระดับโภชนาการสูงสุดเรียกว่าผู้ล่าขั้นสุดท้าย
เมื่อทำการสุ่มตัวอย่าง หรืออีกนัยหนึ่ง ณ เวลาที่กำหนด สิ่งที่เรียกว่าชีวมวลคงตัวหรือผลผลิตคงตัว จะถูกกำหนดเสมอ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าค่านี้ไม่มีข้อมูลใดๆ เกี่ยวกับอัตราการผลิตชีวมวล (ผลผลิต) หรือการบริโภค มิฉะนั้นข้อผิดพลาดอาจเกิดขึ้นได้จากสองสาเหตุ:
1. หากอัตราการใช้ชีวมวล (การสูญเสียเนื่องจากการบริโภค) โดยประมาณสอดคล้องกับอัตราการก่อตัว ดังนั้นพืชยืนต้นไม่จำเป็นต้องบ่งบอกถึงผลผลิต กล่าวคือ เกี่ยวกับปริมาณพลังงานและสสารที่เคลื่อนจากระดับโภชนาการหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งในช่วงเวลาที่กำหนด เช่น หนึ่งปี ตัวอย่างเช่น ทุ่งหญ้าที่อุดมสมบูรณ์และใช้อย่างหนาแน่นอาจมีผลผลิตหญ้ายืนต้นต่ำกว่าและให้ผลผลิตสูงกว่าทุ่งหญ้าที่อุดมสมบูรณ์น้อยกว่าแต่ใช้งานไม่ดี
2. ผู้ผลิตขนาดเล็ก เช่น สาหร่าย มีอัตราการต่ออายุสูง เช่น อัตราการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์สูง สมดุลกับการบริโภคอย่างเข้มข้นเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นและความตายตามธรรมชาติ ดังนั้น แม้ว่าชีวมวลคงตัวอาจมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับผู้ผลิตรายใหญ่ (เช่น ต้นไม้) แต่ผลผลิตอาจไม่น้อยลงเนื่องจากต้นไม้สะสมชีวมวลในระยะเวลานาน กล่าวอีกนัยหนึ่ง แพลงก์ตอนพืชที่ให้ผลผลิตเท่ากับต้นไม้จะมีมวลชีวภาพน้อยกว่ามาก แม้ว่าจะสามารถรองรับสัตว์ได้ในปริมาณเท่ากันก็ตาม โดยทั่วไป ประชากรของพืชและสัตว์ขนาดใหญ่และอายุยืนจะมีอัตราการงอกใหม่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับพืชและสัตว์ขนาดเล็กและอายุสั้น และสะสมสสารและพลังงานในช่วงเวลาที่นานกว่า แพลงก์ตอนสัตว์มีมวลชีวภาพมากกว่าแพลงก์ตอนพืชที่พวกมันกิน นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับชุมชนแพลงก์ตอนในทะเลสาบและทะเลในบางช่วงเวลาของปี มวลชีวภาพของแพลงก์ตอนพืชมีมากกว่ามวลชีวภาพของแพลงก์ตอนสัตว์ในช่วงฤดูใบไม้ผลิ "กำลังเบ่งบาน" แต่ในช่วงเวลาอื่นอาจมีความสัมพันธ์ตรงกันข้าม ความผิดปกติที่ชัดเจนดังกล่าวสามารถหลีกเลี่ยงได้โดยใช้ปิรามิดพลังงาน
บทสรุป
เมื่อทำงานนามธรรมให้เสร็จสิ้นเราสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้ ระบบการทำงานที่รวมถึงชุมชนของสิ่งมีชีวิตและที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตเรียกว่าระบบนิเวศ (หรือระบบนิเวศ) ในระบบดังกล่าว การเชื่อมต่อระหว่างส่วนประกอบต่างๆ จะเกิดขึ้นบนพื้นฐานของอาหารเป็นหลัก ห่วงโซ่อาหารบ่งบอกถึงเส้นทางการเคลื่อนที่ของอินทรียวัตถุ เช่นเดียวกับพลังงานและสารอาหารอนินทรีย์ที่มีอยู่
ในระบบนิเวศ ในกระบวนการวิวัฒนาการ สายโซ่ของสายพันธุ์ที่เชื่อมโยงถึงกันได้พัฒนาเพื่อดึงวัสดุและพลังงานจากสารอาหารดั้งเดิมอย่างต่อเนื่อง ลำดับนี้เรียกว่าห่วงโซ่อาหารและแต่ละจุดเชื่อมต่อเรียกว่าระดับโภชนาการ ระดับโภชนาการระดับแรกถูกครอบครองโดยสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิคหรือที่เรียกว่าผู้ผลิตหลัก สิ่งมีชีวิตในระดับโภชนาการที่สองเรียกว่าผู้บริโภคหลักผู้บริโภครายที่สาม - รอง ฯลฯ ระดับสุดท้ายมักจะถูกครอบครองโดยผู้ย่อยสลายหรือสารทำลายล้าง
การเชื่อมโยงด้านอาหารในระบบนิเวศนั้นไม่ได้ตรงไปตรงมา เนื่องจากองค์ประกอบของระบบนิเวศนั้นมีปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนระหว่างกัน
อ้างอิง
1. เอมัส ดับเบิลยู.เอช. โลกแห่งแม่น้ำที่มีชีวิต - ล.: Gidrometeoizdat, 1986. - 240 น.
2. พจนานุกรมสารานุกรมชีวภาพ - อ.: สารานุกรมโซเวียต, 2529. - 832 น.
3. Ricklefs R. ความรู้พื้นฐานด้านนิเวศวิทยาทั่วไป - อ.: มีร์ 2522 - 424 หน้า
4. Spurr S.G., Barnes B.V. นิเวศวิทยาป่าไม้ - อ.: อุตสาหกรรมไม้, 2527. - 480 น.
5. Stadnitsky G.V., Rodionov A.I. นิเวศวิทยา. - ม.: มัธยมปลาย, 2531. - 272 น.
6. ยาโบลคอฟ เอ.วี. ชีววิทยาประชากร - ม.: มัธยมปลาย, 2530. -304 น.
ที่มาของวันในสัปดาห์ในงานมอบหมายบทเรียนภาษาเยอรมัน
ทฤษฎีไซโครเมทริกแห่งเชาวน์ปัญญา ทฤษฎีเชาวน์ปัญญาที่ถือว่าระดับเชาวน์ปัญญา
เกิดอะไรขึ้นกับบุคคลหลังความตายในมุมมองทางวิทยาศาสตร์ อะไรเกิดขึ้นหลังจากการเสียชีวิตของบุคคลนั้นเป็นวิทยาศาสตร์