КОЈИ ЈЕ ЗАКОН ЕКОЛОШКЕ ДЕСЕТИНЕ ИЛИ 10%? - БИОЛОГИЈА - 2025

Закон титхинг еколошке , еколошки закон или од 10% поставља како енергија путује у свом извођења по различитим трофичним нивоима. Такође се често тврди да је овај закон директна последица другог закона термодинамике.

Еколошка енергија је дио екологије који се бави квантификовањем односа које смо навели горе. Сматра се да је Раимонд Линдеманн (тачније у свом семинарском раду из 1942. године) био тај који је поставио темеље ове области проучавања.

Слика 1. Трофичка мрежа. Извор: Аутор Тхомпсма, из Викимедиа Цоммонс

Његов рад се фокусирао на концепте прехрамбеног ланца и мреже и на квантификацију ефикасности у преносу енергије између различитих трофичких нивоа.

Линдеманн полази од сунчевог зрачења или енергије коју заједница добија, снимањем које врши биљка фотосинтезом и наставља да надгледа ово хватање и његову каснију употребу биљоједа (примарни потрошачи), затим месождера (секундарни потрошачи) ) и на крају декомпозиторима.

Шта је закон о еколошкој десетини?

Након пионирског рада Линдеманна, претпоставља се да је ефикасност трофичког трансфера око 10%; у ствари, неки се еколози позивају на закон од 10%. Међутим, од тада се створило више конфузија у вези с овим проблемом.

Сигурно не постоји закон природе који резултира да се тачно једна десетина енергије која уђе са једног трофичког нивоа пренесе на други.

На пример, компилација трофичких студија (у морском и слатководном окружењу) открила је да се ефикасност преноса по трофичном нивоу креће у распону између око 2 и 24%, иако је средња вредност била 10,13%.

Као опште правило, применљиво и на водене и на копнене системе, може се рећи да је секундарна продуктивност биљоједа обично лоцирана приближно, што је редослед величине испод примарне продуктивности на којој се заснива.

То је често доследан однос који се одржава у свим системима за храњење и који има тенденцију да постане пирамидална структура у којој базу дају биљке и на тој бази се успоставља мања, од примарних потрошача, на којој се заснива други (још мањи) секундарни потрошач.

Организациони нивои

Сва жива бића захтевају материју и енергију; за изградњу њихових тела и енергије за обављање њихових виталних функција. Овај захтев није ограничен на поједини организам, већ се проширује на више нивое биолошке организације које ови појединци могу да испуне.

Ови нивои организације су:

• Биолошки популација : организми исте врсте које живе у истом одређеном подручју.
• Биолошка заједница : скуп организама различитих врста или популација које живе у одређеној области и интеракцију путем хране или трофичким односа).
• Екосистем : најсложенији ниво биолошке организације, састављен од заједнице у вези са њеном Абиотиц окружење - вода, сунчеве светлости, климе и других фактора - са којима је у интеракцији.

Трофични нивои

У екосистему заједница и околина успостављају токове енергије и материје.

Организми екосистема су груписани према „улози“ или „функцији“ коју испуњавају у хранидбеним или трофичким ланцима; овако говоримо о трофичним нивоима произвођача, потрошача и декомпозитора.

Заузврат, сваки од ових трофичких нивоа у интеракцији је са физикално-хемијским окружењем које пружа услове за живот и истовремено делује као извор и судопер за енергију и материју.

основни појмови

Бруто и нето примарна продуктивност

Прво, морамо дефинирати примарну продуктивност, а то је брзина којом се производи биомаса по јединици површине.

Обично се изражава у јединицама енергије (Јоулес по квадратном метру дневно), или у јединицама суве органске материје (килограм по хектару и годишње), или као угљеник (маса угљеника у кг по квадратном метру годишње).

Генерално, када мислимо на сву енергију фиксану фотосинтезом, обично је називамо брзом примарном продуктивношћу (ППГ).

Од тога, удио се троши на дисање самих аутотрофа (РА) и губи се у облику топлоте. Нето примарна производња (ППН) се добија одузимањем ове количине од ППГ (ППН = ППГ-РА).

Ова нето примарна производња (ППН) је оно што је на крају доступно за конзумацију од стране хетеротрофа (то су бактерије, гљивице и остале животиње које познајемо).

Секундарна продуктивност

Секундарна продуктивност (ПС) дефинише се као стопа производње нове биомасе од стране хетеротрофних организама. За разлику од биљака, хетеротрофних бактерија, гљивица и животиња, они не могу од једноставних молекула направити сложена, енергетски богата једињења која су им потребна.

Они увек добијају своју материју и енергију из биљака, што могу директно да конзумирају биљни материјал или индиректно хранећи се другим хетеротрофима.

На овај начин биљке или фотосинтетски организми уопште (који се такође називају произвођачи) чине први трофички ниво у заједници; примарни потрошачи (они који се хране произвођачима) чине други трофички ниво, а секундарни потрошачи (који се такође називају и месождерима) чине трећи ниво.

Ефикасност преноса и пут енергије

Пропорције нето примарне производње које теку дуж сваког од могућих путова енергије у коначници зависе од ефикасности преноса, односно од начина на који се енергија користи и прелази с једног нивоа на други. друго.

Категорије ефикасности преноса енергије

Постоје три категорије ефикасности преноса енергије и, уз ове добро дефинисане, можемо предвидјети образац протока енергије на трофичким нивоима. Ове категорије су: ефикасност потрошње (ЕЦ), ефикасност асимилације (ЕА) и ефикасност производње (ЕП).

Дефинирајмо сада ове три наведене категорије.

Математички можемо дефинисати ефикасност потрошње (ЕЦ) на следећи начин:

ЕЦ = И _н / П _н-1 × 100

Где можемо видети да је ЕЦ проценат укупне расположиве продуктивности (П _н-1 ), коју ефективно прогута горњи суседни трофички одељак (И _н ).

На пример, за примарне потрошаче у систему испаше, ЕЦ је проценат (изражен у јединицама енергије и по јединици времена) ППН-а који троше биљоједи.

Ако бисмо говорили о секундарним потрошачима, то би било еквивалентно проценту продуктивности биљоједа, које конзумирају месождерке. Остали умиру без да их поједу и уђу у ланац пропадања.

С друге стране, ефикасност асимилације изражава се на следећи начин:

ЕА = А _н / И _н × 100

Опет се позивамо на проценат, али овај пут на део енергије који потиче из хране, а потрошач га уноси у трофички одељак (И _н ), а то асимилира њихов пробавни систем (А _н ).

Та ће енергија бити доступна за раст и извођење посла. Остатак (део који није асимилиран) губи се са фекалијама, а затим улази у трофички ниво распадача.

Коначно, производна ефикасност (ЕП) се изражава као:

који је такође проценат, али у овом случају мислимо на асимилирану енергију (А _н ) која се на крају укључује у нову биомасу (П _н ). Сав неприлагођени остатак енергије губи се као топлота током дисања.

Производи попут излучевина и / или излучивања (богати енергијом), који су учествовали у метаболичким процесима, могу се сматрати производњом, П _н и доступни су, као лешеви, за разграднике.

Глобална ефикасност преноса

Дефинишући ове три важне категорије, сада се можемо запитати „глобалне ефикасности преноса“ са једног трофичног на други, што је једноставно дат производом горе поменуте ефикасности (ЕЦ к ЕА к ЕП).

Изречено колоквијално, можемо рећи да је ефикасност нивоа дата оним што се може ефикасно прогутати, што се затим асимилира и на крају се укључује у нову биомасу.

Куда иде изгубљена енергија?

Продуктивност биљоједа је увијек нижа од оне биљке којом се хране. Тада бисмо могли да се запитамо: Куда иде изгубљена енергија?

Да бисмо одговорили на ово питање, морамо скренути пажњу на следеће чињенице:

1. Не сву биљну биомасу троше биљоједи, већим делом умире и улази у трофички ниво разлагача (бактерија, гљивица и остали детритиворес).
2. Није сва биомаса коју конзумирају биљоједи, нити биљоједи коју месојери заузврат конзумирају, не асимилира и може се укључити у биомасу потрошача; део се губи са фекалијама и тако прелази у разграднике.
3. Није сва енергија која се асимилира заправо претворена у биомасу, јер се део изгуби као топлота током дисања.

То се дешава из два основна разлога: Прво због чињенице да не постоји процес претварања енергије који је 100% ефикасан. Односно, увек постоји губитак у облику топлоте у претворби, што је савршено у складу са Другим законом термодинамике.

Друго, будући да животиње морају да раде, што захтева трошење енергије и, заузврат, подразумева нове губитке у облику топлоте.

Ови обрасци се јављају на свим трофичким нивоима, а као што је предвиђено Другим законом термодинамике, део енергије који неко покушава да пребаци са једног нивоа на други увек се распрши у облику неупотребљиве топлоте.

Референце

1. Цасвелл, Х. (2005). Прехрамбене мреже: од повезивања до енергетике. (Х. Цасвелл, ур.). Напредак у еколошким истраживањима (вол. 36). Елсевиер Лтд. пп. 209.
2. Цуртис, Х. и др. (2008). Биологија. 7тх Едитион. Буенос Аирес-Аргентина: Уредништво Медица Панамерицана. пп. 1160.
3. Китцхинг, РЛ (2000). Прехрамбене мреже и контејнерска станишта: Природна историја и екологија фитотелмата. Цамбридге Университи Пресс. пп. 447.
4. Линдеманн, РЛ (1942). Трофично - динамички аспект екологије. Ецологи, 23, 399-418.
5. Пасцуал, М., и Дунне, ЈА (2006). Еколошке мреже: повезивање структуре и динамике у прехрамбеним мрежама. (М. Пасцуал и ЈА Дунне, изд.) Институт за проучавање сложености у Санта Фе-у. Окфорд Университи Пресс. пп. 405.