Deliti:
Kaj je splet hrane in prehranska veriga?
Ena trofično omrežje je vrsta različnih vrst organizmov, ki spadajo v isto ekološko nišo, povezano med seboj prek prehranjevalnih odnosov (Fabré, 1913).
Trofična omrežja zagotavljajo poenotene teme za ekologijo (Lafferty, et al., 2006), torej želijo pojasniti obnašanje biotske raznovrstnosti v različnih nišah in pretok energije, ki se pojavi med njimi..
Prehranska veriga ali trofična veriga je linearna mreža povezav v prehrambenem spletu med proizvajalnimi organizmi (kot so trava ali drevesa, ki za proizvodnjo hrane uporabljajo sončno sevanje) in plenilske vrste (kot so medvedi ali volkovi)..
Prehrambena veriga kaže, kako so organizmi povezani s hrano, ki jo jedo. Vsaka raven verige predstavlja drugačno trofično raven.
Pogosto se trofično omrežje zamenjuje s trofično verigo. Razlika med obema je, da trofična veriga opisuje pot energije, ki jo proizvajalec pretvori v hrano od proizvajalca do končnega potrošnika prek povezav.
Po drugi strani pa je trofično omrežje niz interakcij, opisanih na obstoječih trofičnih ravneh znotraj istega ekosistema.
Trofične ravni
Organizmi ekosistema so glede na prehrano razvrščeni na različne trofične ravni. Te ravni ustrezajo proizvajalcem, potrošnikom in razgraditeljem.
Proizvajalci so organizmi, ki proizvajajo lastno hrano iz fotosinteze, znane tudi kot avtotrofni organizmi. Večina rastlin in alg najdemo v tej klasifikaciji.
Porabni organizmi so razdeljeni na primarne, sekundarne in terciarne. Primarni potrošniki so tisti, ki jedo neposredno iz rastlin. Lahko so velike rastlinojede živali, kot so slon, ali žuželke, kot so čebele in metulji. Parazitske rastline se prav tako štejejo za primarne potrošnike.
Sekundarni potrošniki so plenilci primarnih potrošnikov in drugih potrošnikov, zato so odvisni posredno od proizvajalcev. Primeri teh so lahko volk, pajki, krastače, pume, medved in mesojede rastline.
Živalci, ki se lovijo, so na zadnji ravni potrošnikov, ker jedo vse mrtve živali. Primeri čistilnih živali so kondor, karakara in jastrebi.
In nazadnje, razgradni organizmi so tisti, ki se hranijo z mrtvimi živalskimi in rastlinskimi snovmi. Ti imajo zelo pomembno vlogo v ciklu hranil, saj vrnejo elemente mrtve snovi v tla, ki jih je treba ponovno vključiti v ekosistem. Primeri razgradenj so glivice in bakterije.
Značilnosti trofičnega omrežja
Domneva se, da organizem pripada trofičnemu omrežju, dokler je del obravnavanega ekosistema (Fabré, 1913).
Pogosto je, da so plenilci večji od plena, razen patogenov, parazitov in parazitoidov. Poleg tega na telesno prostornino vrste vplivata struktura trofičnih verig in interakcije med vsemi vrstami (Brose, et al., 2006)..
Največja stopnja izkorišča le 10% energije prejšnje trofične ravni, zato imajo zaradi velike izgube energije prehranjevalne verige običajno nekaj korakov..
Prehranske mreže zagotavljajo zapletene, vendar obvladljive predstavitve biotske raznovrstnosti, interakcije vrst ter strukture in funkcije ekosistema (Dunne, et al., 2002)..
Tveganja pri izginotju povezave
Tveganje, da se nekatere povezave prelomijo in da ni nobene vrste, ki bi jo nadomestila, bi bilo radikalno za preživetje drugih vrst, ki živijo v njem, in za zdravje gozda..
Obstajajo vrste, ki se štejejo za ključne v ekosistemih in če se njihova populacija odpravi ali zniža, bi povzročila neravnovesje v interakcijah vseh drugih. Nekateri so lahko produktivne vrste, kot so rastline, ki so vir hrane za višje hleve.
Prav tako lahko najdemo ključne vrste, ki so plenilske. Te urejajo potrošniško populacijo na zdravi ravni za ekosistem in, če izginejo, povzroči, da zadevni potrošnik poveča njegovo populacijo in povzroči neravnovesje v ekosistemu..
Obstaja nekaj preprostih teorij, ki potrjujejo, da bi povečanje raznolikosti vrst na funkcionalno skupino v ekosistemih izboljšalo stabilnost ekosistema (Borvall, et al., 2000)..
Pretok snovi v omrežju
Zadeva, ki teče v trofičnem omrežju, je sestavljena iz cikla mineralov v tleh, lesu, odpadkih in živalskih odpadkih..
Ta tok snovi se šteje za odprtega, ker minerali vstopajo v deževni sistem in zaradi preperevanja v tleh in so izgubljeni skozi tla z odtekanjem in izpiranjem tal (DeAngelis, 1980).
Organska snov (živi organizmi, detritus) je v tleh na voljo kot vir hranil. To postane anorganska snov (atmosfera, zemlja in voda) z razkrojem, izločanjem in izločanjem, ki kasneje ponovno vstopijo v cikel hranil ali tvorijo sedimentne kamnine, ki ne bodo na voljo kot hranila (minerali v kamninah)..
Voda je transporter hranil skozi energijo, ki gre od padavin do izhlapevanja ali evapotransportiranja in obratno, pri čemer se kondenzira v atmosferi. Ta mehanizem v veliki meri prenaša vodik in kisik med drugimi minerali.
Atmosferski kisik je vključen v živa bitja v obliki plina, združuje druge elemente in se zavrže iz organizmov v obliki plina ali vode..
Cikel ogljika lahko vstopi v trofično omrežje iz industrije, z dihanjem živih bitij ali iz CO2, ki je prisoten v atmosferi, ki ga absorbirajo rastline in kasneje zemlja.
Na splošno se dušikov ciklus odvija lokalno med organizmi, zemljo in vodo z razgradnjo in ponovno asimilacijo. Prosti dušik v ozračju prehaja v zemljo s fiksiranjem mikroorganizmov, nato pa jih rastline absorbirajo ali sproščajo v ozračje..
Kasneje rastline porabijo drugi organizmi in ti organizmi jih zavržejo v blatu, ki se vrne v zemljo.
Vrste trofičnih omrežij
Trofična omrežja so grafična razlaga za opis cikla hranil skozi različne trofične verige, ki sestavljajo organizme z različnimi prehranjevalnimi navadami..
Ekologi so razvrstili različne vrste trofičnih omrežij:
Skupnosti
Gre za nabor organizmov, izbranih brez predhodnih premislekov o prehrambnih odnosih med njimi, vendar s taksonomijo, velikostjo, lokacijo ali drugimi merili (Fabré, 1913).
Vir
Vključuje eno ali več vrst organizmov, organizme, ki jih jedo, njihove plenilce in tako na verigi (Pimm, et al., 1991)..
Potopljen
Je usmerjen podcilj skupnosti trofičnega omrežja. Vključuje eno ali več vrst organizmov (potrošnikov) in vse vrste organizmov, ki jih potrošniki jedo (Fabré, 1913).
Najbolj prepoznavne in uresničljive enote znotraj skupnosti so podomrežja, skupine organizmov, ki jih pokriva končni mesojed in so medsebojno povezani, tako, da je na višjih ravneh malo prenosa energije na sočasne podomrežje (Paine, 1963; Paine, 1966; ).
Zemeljska trofična omrežja
V kopenskih ekosistemih se pretok energije trofičnih mrež začne v listih, s fotosintezo pa se pridobiva energija sonca.
Liste uživajo vretenčarji in nevretenčarji, ponavadi rastlinojedci, ki kasneje umirajo ali izločajo iztrebke, postanejo del tal (humusa) in jih rastline porabijo skozi korenine..
Prva raven
Ugotavljamo, da so glavni pridelovalci večinoma rastline, ki obstajajo v podnebjih od tundre do tal preko različnih vrst gozdov, gozdov in pašnikov..
Druga raven
Druga raven je sestavljena predvsem iz rastlinojedcev, ki so lahko vretenčarji ali žuželke. Zasedajo jo vsejedi vrste, kot je črni medved, ki je plenilski, vendar se v določenih sezonah hrani z želodom dreves. Omnivorne vrste se nahajajo na več ravneh omrežja hkrati.
Tretja stopnja
V tretji stopnji sledijo plenilci, ki jedo potrošnike prejšnjih stopenj. Na tej ravni lahko najdemo tudi parazite, kot so komarji, ki se delno hranijo s potrošniškimi organizmi.
Kot splošno pravilo imajo nižje populacije kot tiste na drugih ravneh, ker so eno raven nad prehranjevalnim spletom.
Omrežje še naprej narašča, saj pretok energije doseže do razkroja. Na splošno velja, da ko se dvigne raven trofičnega omrežja, manj energije bo prispelo, zato so organizmi teh zadnjih ravni najbolj ranljivi glede na motnje v ekosistemih..
V zemeljskih trofičnih mrežah lahko najdemo šibke ali močne interakcije. Primer močne interakcije je odvisnost plenilca od specifičnega plena za preživetje, kot je iberski ris, ki je odvisen od populacij zajcev. Močne interakcije kažejo na majhno raznolikost vrst in bolj krhke ekosisteme.
Nasprotno pa je šibka interakcija tista, ki se pojavi, kadar plenilec ni specifičen, kot je kojot, ki prikriva širok spekter glodalcev, ki niso tako močno odvisni in ki jih je mogoče prilagoditi tudi za uživanje sadja v določenih sezonah..
Marine Trophic Networks
Morski ekosistemi so zelo pomembni za ljudi, ker nam zagotavljajo hrano, hkrati pa so vir kisika in zajemanja CO2.
Morska trofična omrežja so zelo zapletena, ker imajo visoko povezljivost med različnimi vrstami. Mnoge med njimi imajo šibke interakcije, kar pomeni, da vrste niso odvisne izključno od enega samega vira. Zaradi tega stanja je morski ekosistem odporen na manjše motnje (Rezende et al., 2011)..
Poleg tega kratke trofične verige, običajno tri do štiri ravni potrošnikov, prevladujejo v morskem okolju, preden dosežejo raven velikih plenilcev, kot so morski pes, kit, pečat ali polarni medved (Rezende et al., 2011)..
Primarni proizvajalci so alge, morske rastline in fotosintetične in kemosintetične bakterije. Najpogostejši primeri primarnih potrošnikov v morskem okolju so morski ježki in kopepodi, skupina zelo majhnih rakov, znanih tudi kot zooplankton..
Primeri sekundarnih porabnikov so velika raznolikost malih morskih vrst rib. Na njih pa si prizadevajo večji terciarni potrošniki, kot so lignji in tuna, da bi kasneje dosegli raven super-plenilcev.
Na koncu so dekompozatorji sestavljeni iz mikroskopskih organizmov, ki vrnejo materijo na začetek mreže.
Kljub odpornosti morskega okolja na motnje pa je človek zaradi onesnaževanja, lova in povečanega ribolova v zadnjih desetletjih močno prizadel te ekosisteme, kar je med drugim povzročilo, da prebivalstvo Super-plenilci so se drastično zmanjšali. To je povzročilo resne posledice, ki so še vedno nepredvidljive za ekosistem (Rezende et al., 2011)..
Mikrobna trofična omrežja
Podpira zelo zapleteno trofično omrežje, katerega delovanje končno povzroči recikliranje organskih snovi in cikla hranil. Po mnenju Domíngueza in sodelavcev (2009) so elementi podzemnih trofičnih mrež mikroorganizmi, mikrofauna, mezofauna in makrofauna..
Mikroorganizmi so primarni porabniki tega trofičnega omrežja (bakterije in glive), ki razgrajujejo in mineralizirajo kompleksne organske snovi.
Mikrofauna
Mikrofauna vključuje najmanjše nevretenčarje, predvsem ogorčice in večino pršic, ki zaužijejo mikroorganizme ali mikrobne metabolite ali so del trofičnih mrež mikro-plenilcev.
Mesofauna
Mezofauna je sestavljena iz nevretenčarjev srednje velikosti, s telesno širino med 0,2 in 10 mm. To je zelo raznoliko taksonomsko, vključno z mnogimi anelidi, žuželkami, raki, miriapodi, pajkovci in drugimi členonožci, ki delujejo kot transformatorji rastlinskega mulča in zaužijejo mešanico organskih snovi in mikroorganizmov. Ustvarjajo tudi iztrebke, ki bodo utrpeli kasnejši mikrobni napad.
Makrofavna
Makrofauno tvorijo največji nevretenčarji (telesne širine> 1 cm), ki vključujejo predvsem deževnike, skupaj z nekaterimi mehkužci, miriapodami in različnimi skupinami žuželk..
Procesi mikrobiološke skupnosti se izvajajo v rizosferi, to je v usklajevanju z delovanjem korenin rastlin. Tu so akterji korenine rastlin, bakterij, gliv, mikrofavne in mezofaune.
Za ta omrežja je značilno, da so učinkovitejši pri preoblikovanju biomase s 45% zmogljivosti fiksiranja.
Za ta omrežja je značilna tudi velika raznolikost vrst, kar povzroča visoko redundanco v sistemu.
Reference
- Brose, U., Jonsson, T., Berlow, E.L., Warren, P., Banasek-Richter, C., Bersier, L.F. & Cushing, L. (2006). RAZMERJA VELIKOSTI POTROŠNIŠKIH VIROV V ZEMELJIH NARAVNE HRANE. Ecology, vol. 87 (10), str. 2411 - 2417.
- Borrvall, C., Ebenman, B., Jonsson, T., & Jonsson, T. (2000). Biotska raznovrstnost zmanjšuje tveganje za kaskadno izumrtje v vzorčnih prehrambenih mrežah. Ecology Letters, vol. 3 (2), str. 131 - 136.
- DeAngelis, D.L. (1980). Pretok energije, kroženje hranil in odpornost ekosistemov. Ecology, vol. 61 (4), str. 764 - 771.
- Dunne, J.A., Williams, R.J. in Martinez, N.D. (2002). Struktura živilske mreže in teorija omrežij: vloga povezovanja in velikosti. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, vol. 99 (20), str. 12917 - 12922.
- Domínguez, J., Aira, M., in Gómez-Brandón, M. (2009). Vloga deževnikov pri razgradnji organske snovi in ciklu hranil. Ecosistemas Magazine, vol. 18 (2), str. 20 -31.
- Fabré, J. (1913). Uvod Hranilne mreže in nišni prostor. ZDA: tisk na univerzi Princeton.
- Lafferty, K., Dobson, A. in Kuris, A. (2006). Paraziti prevladujejo v spletnih povezavah s hrano. Zbornik Nacionalne akademije znanosti, vol. 103 (30), str. 11211 - 11216.
- Paine, R. (1966). Kompleksnost hrane in raznolikost vrst. Ameriški naturalist, vol. 100 (910), str. 65 -75.
- Pimm, S.L., Lawton, J.H. & Cohen, J.E. (1991). Spletni vzorci hrane in njihove posledice. Nature vol. 350 (6320) str. 669-674.
- Rezende, E.L., Albert, E.M., in Fortuna, M.A. (2011). Morska trofična omrežja.