ЛАНАЦ ИСХРАНЕ: ЕЛЕМЕНТИ, ПИРАМИДА ХРАНЕ И ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЈА - 2025

Хране или тропску ланац представља графички приказ вишеструких веза које постоје, у смислу интеракције потрошње између различитих врста које су део заједнице.

Трофички ланци варирају у зависности од екосистема који се проучава и састоје се од различитих трофичких нивоа који тамо постоје. Основицу сваке мреже формирају примарни произвођачи. Оне су способне за фотосинтезу, хватање соларне енергије.

Извор: Родделгадо, из Викимедиа Цоммонс

Сукцесивни нивои ланца чине хетеротрофни организми. Биљке конзумирају биљке, а ове конзумирају месождерке.

Много пута односи у мрежи нису потпуно линеарни, јер у неким случајевима животиње имају велику дијету. Месојед, на пример, може се хранити месождерима и биљоједа.

Једна од најистакнутијих карактеристика прехрамбених ланаца је неефикасност којом енергија прелази с једног нивоа на други. Велики део тога се губи у облику топлоте, а само око 10% пролази. Из тог разлога се ланци хране не могу продужавати и више нивои.

Одакле долази енергија?

Све активности које организми обављају захтевају енергију - од кретања, било водом, земљом или ваздухом, до транспорта молекула, на ћелијском нивоу.

Сва ова енергија долази од сунца. Соларна енергија која непрестано зрачи на планету Земљу, претвара се у хемијске реакције које хране живот.

На тај начин се из околине добијају најосновнији молекули који омогућавају живот у облику хранљивих материја. За разлику од хемијских хранљивих материја које се чувају.

Стога постоје два основна закона која регулишу проток енергије у екосуставима. Први успоставља да енергија прелази из једне заједнице у другу у два екосистема непрекидним током који иде само у једном правцу. Неопходно је заменити енергију извора Сунца.

Други закон каже да храњиве материје континуирано пролазе кроз циклусе и више пута се користе унутар истог екосистема, а такође и између њих.

Оба закона модулирају пролазак енергије и обликују сложену мрежу интеракција које постоје између популација, између заједница и између ових биолошких ентитета с њиховим абиотским окружењем.

Елементи који то чине

Извор: Викимедиа цоммонс. Аутор: Евамариа1511

На врло опћенит начин, органска бића се класификују према начину на који добијају енергију за развој, одржавање и репродукцију у аутотрофе и хетеротрофе.

Аутотрофи

Прва група, аутотрофи, обухвата појединце који су способни да узму соларну енергију и трансформишу је у хемијску енергију сачувану у органским молекулама.

Другим речима, аутотрофи не требају да конзумирају храну да би преживели, јер су способни да је произведу. Они се такође често називају „произвођачима“.

Најпознатија група аутотрофичних организама су биљке. Међутим, постоје и друге групе, попут алги и неких бактерија. Они имају сву метаболичку машину неопходну за спровођење процеса фотосинтезе.

Сунце, извор енергије који покреће земљу, делује спајајући атоме водоника да би формирао атоме хелијума, ослобађајући огромне количине енергије у том процесу.

Само мали део ове енергије достиже земљу као електромагнетни талас топлоте, светлости и ултраљубичастог зрачења.

У квантитативном смислу, велики део енергије која досеже Земљу рефлектује се у атмосфери, облацима и земљиној површини.

Након овог догађаја апсорпције, отприлике 1% соларне енергије остаје на располагању. Од ове количине која успе да дође до земље, биљке и други организми успевају да прикупе 3%.

Хетеротрофи

Другу групу чине хетеротрофни организми. Они нису способни за фотосинтезу и морају активно тражити храну. Због тога се у контексту прехрамбених ланаца називају потрошачима. Касније ћемо видети како су класификовани.

Енергија коју су поједини произвођачи успели да складиште је на располагању осталим организмима који чине заједницу.

Декомпозитори

Постоје организми који на сличан начин чине „нити“ трофичких ланаца. То су декомпозитори или јелачи.

Декомпозитори се састоје од хетерогене групе животиња и малих протеиста који живе у окружењима у којима се често накупља отпад, попут лишћа које пада на земљу и лешева.

Међу најистакнутијим организмима које налазимо: земљани црви, гриње, миријаподи, протетичари, инсекти, ракови познати под називом брашна, нематоде, па чак и супови. С изузетком овог летећег кичмењака, остатак организама је прилично уобичајен у депонијама отпада.

Његова улога у екосистему састоји се у извлачењу енергије ускладиштене у мртвој органској материји и излучивању је у напреднијем стању распадања. Ови производи служе као храна за друге организме који се распадају. Као гљиве, углавном.

Разградно деловање ових агенаса је од суштинске важности у свим екосуставима. Ако бисмо уклонили све разграднике, дошло би до наглог накупљања лешева и других материја.

Поред тога што би се храњиве материје складиштене у тим телима изгубиле, тло се не би могло хранити. Стога би оштећење квалитета тла проузроковало драстично смањење животног вијека биљака, окончавајући ниво примарне производње.

Трофични нивои

У ланцима хране енергија прелази са једног нивоа на други. Свака од наведених категорија представља трофички ниво. Први се састоји од велике разноликости произвођача (биљке свих врста, цијанобактерије, између осталог).

Потрошачи, с друге стране, заузимају неколико трофичних нивоа. Они који се хране искључиво биљкама формирају други трофички ниво и називају се примарним потрошачима. Примери за то су све биљоједиве животиње.

Секундарне потрошаче чине месождерке - животиње које једу месо. То су предатори и њихов плен су, углавном, примарни потрошачи.

Коначно, постоји још један ниво који формирају терцијарни потрошачи. То укључује групе месождера који су плен других месождера који припадају секундарним потрошачима.

Мрежни образац

Ланци хране графички су елементи који желе описати однос врста у биолошкој заједници, у погледу њихове исхране. У дидактичком смислу ова мрежа открива „ко се храни шта или ко“.

Сваки екосистем представља јединствену мрежу хране и драстично се разликује од онога што бисмо могли да нађемо у другој врсти екосистема. Генерално, ланци хране имају тенденцију да буду сложенији у воденим екосуставима него у копненим.

Тканине за храну нису линеарне

Не треба очекивати да ћемо наћи линеарну мрежу интеракција, јер је у природи изузетно тешко прецизно одредити границе између примарних, секундарних и терцијарних потрошача.

Резултат овог образаца интеракција биће мрежа са вишеструким везама између чланова система.

На пример, неки медведи, глодавци, па чак и ми људи, смо „свеједи“, што значи да је опсег храњења широк. У ствари, латински израз значи „ко једе све“.

Стога се ова група животиња може понашати у неким случајевима као примарни потрошач, а касније као секундарни потрошач, или обрнуто.

Прелазећи на следећи ниво, месождерке се углавном хране биљоједи или другим месождерима. Стога би били класификовани као секундарни и терцијарни потрошачи.

Да бисмо објаснили претходни однос, можемо користити сове. Ове животиње су секундарни потрошачи када се хране малим биљоједастим глодарима. Али, када конзумирају инсективноједне сисаре, сматра се терцијарним потрошачима.

Постоје екстремни случајеви који имају тенденцију да још више закомплицирају мрежу, на пример, месождерке. Иако су произвођачи, они су такође класификовани као потрошачи, у зависности од плена. Да је паук, постао би секундарни произвођач и потрошач.

Пренос енергије

ЛадиофХатс, са Викимедиа Цоммонс

Пренос енергије на произвођаче

Прелазак енергије са једног трофичког нивоа на други је крајње неефикасан догађај. То иде руку под руку са законом термодинамике који каже да употреба енергије никада није потпуно ефикасна.

Да бисмо илустровали пренос енергије, узмимо за пример догађај у свакодневном животу: паљење бензина нашим аутомобилом. При томе се 75% енергије која се ослобађа губи у облику топлоте.

Исти модел можемо екстраполирати на жива бића. Када се АТП везе прекидају за употребу у мишићној контракцији, топлота се ствара као део процеса. Ово је општи образац у ћелији, све биохемијске реакције производе малу количину топлоте.

Пренос енергије између осталих нивоа

Слично томе, пренос енергије са једног трофичког нивоа на други врши се уз знатно ниску ефикасност. Када биљоједа конзумира биљку, само дио енергије коју аутотрофија зароби може пренијети на животињу.

У том процесу, биљка је користила нешто енергије за раст и значајан део је изгубљен као топлота. Поред тога, део енергије сунца коришћен је за изградњу молекула које биљоједи нису пробављиви или употребљиви, попут целулозе.

Слиједећи исти примјер, енергија коју је биљоједа стекла захваљујући конзумирању биљке подијелит ће се у више догађаја унутар организма.

Део тога ће се користити за изградњу делова животиње, на пример егзоскелета, у случају да је чланконожац. На исти начин као и на претходним нивоима, велики проценат се топлински губи.

Трећи трофички ниво обухвата појединце који ће горе конзумирати наш хипотетички чланконожац. Иста енергетска логика коју смо примењивали на два горња нивоа, такође се примењује на овај ниво: добар део енергије се губи као топлота. Ова карактеристика ограничава дужину коју ланац може потрајати.

Трофична пирамида

Трофичка пирамида је посебан начин графичког представљања односа о којима смо разговарали у претходним одељцима, више не као мрежа веза, већ груписањем различитих нивоа у кораке пирамиде.

Има својство уклапања релативне величине сваког трофичког нивоа као сваког правоугаоника у пирамиди.

У основи су представљени примарни произвођачи, а како померамо графикон, остали нивои се појављују у узлазном редоследу: примарни, секундарни и терцијарни потрошачи.

Према извршеним прорачунима, сваки корак је око десет пута већи ако га упоредимо са горњим. Ова израчунавања су изведена из добро познатог правила од 10%, јер прелазак с једног нивоа на други подразумева енергетску трансформацију која је блиска тој вредности.

На пример, ако ниво енергије која се складишти као биомаса износи 20.000 килокалорија по квадратном метру годишње, на горњем нивоу ће бити 2.000, у следећих 200 и тако даље, све док не дође до кварталних потрошача.

Енергија коју метаболички процеси организама не користе, представља одбачену органску материју или биомасу која се чува у тлу.

Врсте трофичних пирамида

Постоје различите врсте пирамида, зависно од тога шта је представљено у њој. Може се радити у смислу биомасе, енергије (као у поменутом примеру), производње, броја организама, између осталог.

Пример

Типичан слатководни водени ланац хране почиње огромном количином зелених алги које живе у њима. Овај ниво представља примарног произвођача.

Примарни потрошач у нашем хипотетичком примеру ће бити мекушци. Секундарни потрошачи укључују врсте риба које се хране мекушцима. На пример, витка врста (Цоттус цогнатус).

Последњи ниво чине терцијарни потрошачи. У овом случају, витку скулптуру конзумира врста лососа: краљевски лосос или Онцорхинцхус тсхавитсцха.

Ако ћемо то видети из перспективе мреже, у почетном нивоу произвођача требало би да узмемо у обзир, поред зелених алги, и све дијатомеје, плаво-зелене алге и друге.

Дакле, много више елемената је уграђено (врсте ракова, ротифери и више врста риба) да би се створила међусобно повезана мрежа.

Референце

1. Аудесирк, Т., и Аудесирк, Г. (2003). Биологија 3: еволуција и екологија. Пеарсон.
2. Цампос-Бедолла, П. (2002). Биологија. Редакција Лимуса.
3. Лоренцио, ЦГ (2000). Екологија заједнице: парадигма слатководних риба. Универзитет у Севиљи.
4. Лоренцио, ЦГ (2007). Напредак у екологији: ка бољем познавању природе. Универзитет у Севиљи.
5. Молина, ПГ (2018). Екологија и интерпретација пејзажа. Тутор за обуку.
6. Одум, ЕП (1959). Основе екологије. Компанија ВБ Саундерс.