NIVELURILE TROFICE ȘI ORGANISMELE CARE LE COMPUN (EXEMPLE) - BIOLOGIE - 2025

Cele Nivelurile trofice reprezintă setul de organisme - sau specii de organisme - acestea au aceeași poziție în fluxul de substanțe nutritive și de energie într - un ecosistem. În general, există trei niveluri trofice principale: producătorii primari, producătorii secundari și descompunătorii.

Producătorii primari sunt plante chemosintetice, alge și procariote. În cadrul consumatorilor există diferite niveluri, ierbivore și carnivore. În cele din urmă, descompunătorii sunt un grup mare de ciuperci și procariote.

Felinele sunt consumatoare. Sursa: pixabay.com

În majoritatea ecosistemelor, aceste niveluri trofice diferite se împletesc în rețelele alimentare complexe și interdependente. Adică, fiecare prădător are mai mult de o pradă și fiecare pradă poate fi exploatată de mai mulți prădători. Parcela poate fi formată din până la 100 de specii diferite.

Aceste lanțuri se caracterizează prin a fi scurte, deoarece transferul de energie de la un nivel la altul este destul de ineficient - doar 10% din energie trece de la un nivel la altul, aproximativ.

Studiul nivelurilor trofice și modul în care acestea sunt asamblate în rețelele alimentare complexe este o temă centrală în ecologia populațiilor, comunităților și ecosistemelor. Interacțiunea dintre niveluri și între lanțuri afectează dinamica și persistența populațiilor și disponibilitatea resurselor.

Autotrof și heterotrof

Pentru a înțelege care este un nivel trofic, este necesar să înțelegem două concepte de bază în biologie: autotrofe și heterotrofe.

Autotrofele sunt organisme capabile să-și genereze „alimentele” proprii, folosind energia solară și utilajele enzimatice și structurale necesare pentru realizarea fotosintezei sau prin chemosinteză.

Între timp, heterotrofii nu au aceste mecanisme și trebuie să caute în mod activ hrana - la fel ca noi, oamenii.

Ciupercile sunt deseori confundate cu organismele autotrofe (datorită incapacității lor de a se mișca și a modului de viață similar superficial cu plantele). Totuși, aceste organisme sunt heterotrofe și degradează substanțele nutritive care le înconjoară. Mai târziu vom vedea rolul pe care îl joacă ciupercile în lanțuri.

Nivelurile trofice și caracteristicile acestora

Roddelgado

Trecerea energiei se produce secvențial, prin putere. În acest fel, un organism este consumat de altul, cel de-al doilea cu o treime și astfel sistemul continuă. Fiecare dintre aceste „legături” este ceea ce numim un nivel trofic.

În acest fel, ecologiștii distribuie organismele pe baza principalelor lor surse de nutriție și energie.

Formal, un nivel trofic cuprinde toate organismele care sunt într-o poziție similară în ceea ce privește fluxul de energie într-un ecosistem. Există trei categorii: producători, consumatori și descompunători. Mai jos vom analiza detaliat fiecare dintre nivelurile menționate.

-Primul nivel trofic: producători

Primul nivel trofic din lanț este întotdeauna format dintr-un producător primar. Identitatea acestor organisme variază în funcție de ecosistem. Acest etaj este cel care susține restul nivelurilor trofice.

De exemplu, în mediile terestre, producătorii primari sunt specii diferite de plante. În ecosistemele acvatice sunt alge. Metabolic, producătorii pot fi fotosintetici (majoritatea) sau chimiosintetici.

Folosind energia provenită din lumina soarelui, organismele fotosintetice sintetizează compuși organici pe care ulterior îi încorporează în procesul de respirație celulară și ca blocuri de construcție pentru a-și continua creșterea.

Așa cum ne-am aștepta, aceste organisme îi depășesc pe consumatori. De fapt, aproape toată (99%) din materia organică din lumea vie este alcătuită din plante și alge, în timp ce heterotrofele ocupă doar 1% rămas.

Pe de altă parte, producătorii primari chemosintetici se găsesc mai ales în surse de apă hidrotermale situate adânc în ocean - unde aceste organisme procariote sunt foarte abundente.

Ipoteza lumii verzi

Cu siguranță ați observat că majoritatea ecosistemelor naturale sunt verzi. De fapt, în total biomasa vegetală a ecosistemelor terestre este stocată în total 83,10 ¹⁰ tone de carbon - un număr extraordinar de mare.

Acest fapt pare curios, deoarece există un număr foarte mare de consumatori primari care mănâncă materii vegetale.

Conform acestei ipoteze, ierbivorele consumă puțină materie vegetală, deoarece sunt controlate de o varietate de factori care le limitează populațiile, precum prezența prădătorilor, paraziților și a altor tipuri de boli. În plus, plantele au agenți chimici toxici care împiedică consumul.

Calculele făcute până acum estimează că ierbivorele consumă aproximativ 17% din producția netă totală a producătorilor în fiecare an - restul este consumat de detritivori.

Acum, având în vedere aceste numere, putem concluziona că ierbivorele nu sunt într-adevăr o tulburare vizibilă pentru plante. Cu toate acestea, există excepții foarte specifice, în care erbivorele sunt capabile să elimine populații întregi într-un timp foarte scurt (unele dăunători).

-Nivelul trofic al doilea: consumatori

Nivelurile trofice care sunt peste producătorii primari sunt formate din organisme heterotrofe și depind direct sau indirect de producătorii autotrofici. În cadrul grupului de consumatori găsim, de asemenea, mai multe niveluri.

Consumatori primari: ierbivore

Energia intră prin consumatorii primari. Acestea sunt formate din animale care consumă plante sau alge. În fiecare ecosistem vom găsi un grup specific de animale care alcătuiesc nivelul consumatorilor primari.

Una dintre cele mai marcante caracteristici ale ierbivorelor este faptul că cea mai mare parte a materialului este excretată nedigerată. Energia care este digerată continuă să conducă activitățile zilnice ale erbivorei și o altă parte va fi transformată în biomasă animală.

Prima este adesea numită „pierdere” prin respirație. Cu toate acestea, respirația este o activitate vitală pe care animalul trebuie să o efectueze.

Consumatori secundari: carnivori

Următorul nivel este format din consumatori secundari sau carnivore: animale care se hrănesc cu alte animale. Doar o mică porțiune din corpul erbivorei este încorporată în corpul carnivorului.

Unii consumatori secundari pot avea o dietă mixtă, incluzând atât plante, cât și animale în dieta lor. Prin urmare, clasificarea lor nu este de obicei foarte clară și sunt prezente în mai multe niveluri trofice.

Consumatori terțiari și cuaternari

Unele lanțuri trofice sunt caracterizate de consumatorii terțiari și cuaternari, ceea ce indică faptul că consumă animale de nivel secundar și respectiv de nivel terțiar.

Detritivori sau spargători

Un anumit tip de consumator este alcătuit din indivizii cunoscuți sub numele de scavengers. Acest tip de hrănire se caracterizează prin consumul de pradă moartă și nu prada vie.

Dieta pentru spargere include detritus: porțiuni vegetale care se descompun, cum ar fi frunze, rădăcini, ramuri și trunchiuri sau, de asemenea, animale moarte, exoscheleturi și schelete.

-Al treilea nivel trofic: descompunători

La fel ca detritivorii grupului precedent, organismele celui de-al treilea nivel trofic acționează asupra materialului de descompunere. Cu toate acestea, nu sunt entități biologice care se suprapun, deoarece funcția fiecăruia variază profund.

Principala funcție a descompunătorilor este transformarea materiei organice în materie anorganică, închizând astfel ciclul materiei în cadrul ecosistemelor. În acest fel, legumele au materie pentru eliminarea lor. Cei responsabili de efectuarea acestei importante lucrări finale sunt bacteriile și ciupercile.

Ciupercile sunt organisme care secretă enzime ale căror substraturi sunt substanțele organice care le înconjoară. După digestia enzimatică, ciupercile pot absorbi produsele pentru alimente.

Majoritatea descompunătorilor sunt agenți microscopici pe care nu îi putem vedea cu ochiul liber. Cu toate acestea, importanța sa depășește dimensiunea sa, deoarece, dacă am elimina toate descompunătoarele de pe planetă, viața pe pământ ar înceta din cauza lipsei de ingrediente pentru formarea de noi substanțe organice.

Exemple

luncă

Primul nostru exemplu este axat pe o pajiște. În scopuri practice, vom folosi lanțuri simple pentru a demonstra cum se leagă nivelurile trofice și modul în care acestea variază în funcție de ecosistem. Cu toate acestea, cititorul trebuie să țină cont de faptul că lanțul real este mai complex și cu mai mulți participanți.

Iarba și alte plante ar forma nivelul de producător primar. Diferitele insecte care locuiesc pe hipotetica noastră pajiște (de exemplu, un greier) vor fi consumatorii primari ai ierbii.

Cricketul va fi consumat de un consumator secundar, în exemplul nostru va fi o rozătoare mică. La rândul său, mouse-ul va fi consumat de un consumator terțiar: un șarpe.

În cazul în care lunca este locuită de o pasăre carnivoră, cum ar fi vulturii sau bufnițele, acestea vor consuma șoarecele și vor acționa ca consumatori cuaternari.

Ocean

Acum, să facem același raționament ipotetic, dar într-un ecosistem acvatic. În ocean, producătorul principal este fitoplanctonul, care sunt organisme vegetale care trăiesc dispersate în apă. Acesta din urmă va fi consumat de consumatorul primar, zooplancton.

Diferitele specii de pești care locuiesc în ecosistem vor fi consumatorii secundari.

Consumatorii terțiari care mănâncă pește ar putea fi foci sau un alt carnivor.

Lanțul nostru din ocean se încheie cu un cunoscut consumator cuaternar: rechinul alb, care se va hrăni cu sigiliul nivelului anterior.

Transfer de energie între nivelurile trofice

S-a stabilit, ca regulă generală, că transferul net de energie între fiecare nivel trofic atinge o eficiență maximă de numai 10% și este cunoscut popular ca „regula 10%”. Cu toate acestea, în cadrul fiecărei comunități, această abordare poate varia considerabil.

Aceasta înseamnă că din energia totală stocată de ierbivore, de exemplu, aceasta reprezintă doar 10% din energia totală care a fost în producătorul primar pe care au consumat-o. În același mod, la consumatorii secundari găsim 10% din energia stocată de consumatorii primari.

Dacă vrem să o vedem în termeni cantitativi, luăm în considerare următorul exemplu: să presupunem că avem 100 de calorii de energie solară captate de organisme fotosintetice. Dintre acestea, doar 10 calorii vor trece la ierbivore și doar 1 la carnivore.

Lanțurile alimentare nu sunt simple

Când ne gândim la lanțurile alimentare, am putea presupune că nivelurile care le compun sunt aranjate în seturi liniare, perfect delimitate unele de altele. Cu toate acestea, în natură descoperim că un nivel interacționează cu mai multe niveluri, ceea ce face ca lanțul să pară o rețea.

Lanțurile alimentare sunt scurte

Când ne uităm la lanțurile alimentare, ne vom da seama că sunt compuse doar din câteva niveluri - majoritatea celor cinci legături sau mai puțin. Unele lanțuri speciale, ca în rețeaua Antarctică, au mai mult de șapte legături.

Prin urmare, cercetătorii au pus la îndoială existența a puține niveluri trofice. Ipotezele relevante pentru subiect sunt următoarele:

Ipoteza energetică

Există două ipoteze pentru a explica această limitare în lungime. Prima este așa-numita „ipoteză energetică”, unde principala limitare a lanțului este ineficiența transmiterii de energie de la un nivel la altul. În acest moment, merită să ne amintim ipoteza de 10% menționată în secțiunea anterioară.

În urma asumării ipotezei anterioare, ar trebui să aflăm că în ecosistemele cu o productivitate primară ridicată de către organismele fotosintetice din zonă, lanțurile sunt mai lungi, deoarece energia cu care începe este mai mare.

Ipoteza stabilității dinamice

A doua ipoteză este legată de stabilitatea dinamică și propune ca lanțurile să fie scurte, deoarece prezintă o stabilitate mai mare decât lanțurile mai lungi. Dacă la nivelurile inferioare apare o fluctuație bruscă a populației, am putea găsi stingerea locală sau diminuarea nivelurilor trofice superioare.

În medii care sunt mai predispuse la variabilitatea mediului, prădătorii de nivel superior ar trebui să aibă plasticitatea pentru a găsi pradă nouă. De asemenea, cu cât lanțul este mai lung, cu atât mai dificil se va recupera sistemul.

evidență

Ținând cont de datele colectate de cercetători, ipoteza cea mai probabilă pare a fi ipoteza energetică. Prin experimentele de manipulare, s-a ajuns la concluzia că productivitatea primară afectează proporțional lungimea lanțului alimentar.

Referințe

1. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Invitație la biologie. Macmillan.
2. Levin, SA, Carpenter, SR, Godfray, HCJ, Kinzig, AP, Loreau, M., Losos, JB, … și Wilcove, DS (Eds.). (2009). Ghidul Princeton pentru ecologie. Presa universitară Princeton.
3. Maynard-Smith, J. (1978). Modele în ecologie. Arhiva CUP.
4. Parga, ME, & Romero, RC (2013). Ecologie: impactul problemelor actuale de mediu asupra sănătății și mediului. Ediții Ecoe.
5. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbell Biology. Pearson.
6. Rockwood, LL (2015). Introducere în ecologia populației. John Wiley & Sons.