Mis on toiduvõrk ja toiduahel?

Üks troofiline võrk on mitmesuguste organismide kogum, mis kuuluvad samasse ökoloogilisse niši, mis on omavahel seotud toitumissuhete kaudu (Fabré, 1913).

Trofilised võrgustikud pakuvad ökoloogiale ühtseid teemasid (Lafferty, et al., 2006), st nad püüavad selgitada bioloogilise mitmekesisuse käitumist erinevates nišides ning nende vahel tekkinud energia voolu..

Toiduahela või troofilise ahela lineaarne võrgustik toiduvõrgustikus, mis toodab organisme (näiteks rohi või puud, mis kasutavad päikese kiirgust toitude valmistamiseks) ja röövloomad (näiteks karud või hundid).

Toiduahel näitab, kuidas organismid üksteisega toidavad, mida nad söövad. Keti iga tase esindab erinevat troofilist taset.

Sageli segatakse trofiline võrk trofilise ahelaga. Erinevus nende kahe vahel on see, et trofiline ahel kirjeldab tootjalt toiduks muundatud energia marsruuti lõpptarbijale linkide kaudu.

Teisest küljest on troofiline võrgustik koostoime, mida kirjeldatakse sama ökosüsteemi olemasolevatel troofilistel tasanditel. 

Trofilised tasemed

Ökosüsteemi organismid liigitatakse vastavalt nende toitumisele erinevatel troofilistel tasanditel. Need tasemed vastavad tootjatele, tarbijatele ja lagundajatele.

Tootjad on organismid, mis toodavad fotosünteesist oma toitu, tuntud ka autotroofsete organismidena. Enamik taimi ja vetikaid on selles klassifikatsioonis.

Tarbivad organismid jagunevad primaarseks, sekundaarseks ja tertsiaarseks. Peamised tarbijad on need, kes söövad otse taimedest. Need võivad olla suured taimsed, näiteks elevant või putukad, nagu mesilased ja liblikad. Parasiittaimi peetakse ka esmatarbijateks.

Sekundaarsed tarbijad on esmatarbijate ja teiste tarbijate kiskjad, seega sõltuvad nad kaudselt tootjatest. Nende näited võivad olla hunt, ämblikud, kärnkonnad, pumad, karu ja lihasööjad.

Püüdurloomad on tarbijate viimasel tasemel, sest nad söövad kõik surnud loomad. Põgenike loomade näited on kondor, karakara ja vultuurid.

Lõpuks on lagunevad organismid need, mis toituvad surnud loomade ja taimede ainetest. Neil on toitainete tsüklis väga oluline roll, kuna nad tagastavad surnud aine elemendid ökosüsteemi taasintegreeritavasse pinnasesse. Lagundajate näited on seened ja bakterid.

Trofilise võrgu omadused

Eeldatakse, et organism kuulub troofilisse võrku seni, kuni see on vaatlusaluse ökosüsteemi osa (Fabré, 1913).

On tavaline, et kiskjad kalduvad olema suuremad kui nende saak, välja arvatud patogeenid, parasiidid ja parasitoidid. Lisaks mõjutab liigi keha maht trofiliste ahelate struktuuri ja kõikide liikide vahelisi koostoimeid (Brose et al., 2006)..

Kõige rohkem kasutab üks tasand ainult 10% eelmise troofilise taseme energiast, mistõttu on toiduahelatel suur energiakaotuse tõttu tavaliselt vähe samme.

Toiduvõrgud pakuvad keerulisi, kuid hallatavaid bioloogilise mitmekesisuse, liikide koostoime ning ökosüsteemi struktuuri ja funktsiooni (Dunne, et al., 2002).

Lingi kadumise ohud

Risk, et mõned lingid katkevad ja ei ole ühtegi liiki, mis asendaks seda, oleks radikaalne selles elavate teiste liikide ja metsa tervise säilimiseks..

On liike, mida peetakse ökosüsteemides võtmetähtsusega ja kui nende populatsioon elimineeritakse või langetatakse, põhjustaks see tasakaalustamatust kõigi teiste vahel. Mõned võivad olla tootlikud liigid, nagu taimed, mis on kõrgemate tallide toiduallikas.

Samuti võime leida võtmeliike, mis on röövloomad. Need reguleerivad ökosüsteemi tarbijate populatsioone tervetel tasemetel ja kui nad kaovad, põhjustavad need tarbijad oma elanikkonna suurendamise, põhjustades ökosüsteemi tasakaalustamatust..

On mõned lihtsad teooriad, mis kinnitavad, et liikide mitmekesisuse suurendamine funktsionaalse rühma kohta ökosüsteemides parandaks ökosüsteemi stabiilsust (Borvall et al., 2000). 

Aine vool võrgus

Troofilises võrgus voolav asi koosneb mineraalide tsüklist pinnases, puidus, allapanu ja loomsetes jäätmetes..

Seda ainevoolu peetakse avatuks, sest mineraalid sisenevad vihmasüsteemi ja pinnase ilmastikutingimuste tõttu ning kaovad pinnase kaudu pinnase äravoolu ja leostumise kaudu (DeAngelis, 1980).

Orgaaniline aine (elusorganismid, detritus) on toitainete allikana saadaval pinnases. See muutub anorgaaniliseks aineks (atmosfäär, pinnas ja vesi) lagunemise, sekretsiooni ja eritumise kaudu, et hiljem siseneda toitainetsüklisse või moodustada settekivimid, mis ei ole toitainetena kättesaadavad (mineraalid kivimites).

Vesi on toitainete vedaja energia kaudu, mis läheb sademetest aurustumiseni või evapotransporti ja vastupidi, hoides atmosfääris kondenseerunud. See mehhanism transpordib suures osas vesinikku ja hapnikku teiste mineraalide hulgas.

Atmosfääri hapnik on kaasatud elusolenditesse gaasi kujul, ühendab teisi elemente ja visatakse ära organismidest gaasi või vee kujul..

Süsinikutsükkel võib siseneda tööstuse, elusolendite hingamise või atmosfääris sisalduva süsinikdioksiidi kaudu troofilisse võrku, mida imavad taimed ja hiljem pinnas..

Üldiselt toimub lämmastiku tsükkel organismi, pinnase ja vee vahel lõhustumise ja ümberjaotamise teel. Vaba lämmastik atmosfääris läheb mikroorganismide kinnitamisega pinnasesse ja seejärel imendub taimedesse või vabaneb atmosfääri.

Hiljem tarbitakse taimi teised organismid ja need organismid visatakse neid väljaheidesse, mis naasevad pinnasesse. 

Trofiliste võrkude tüübid

Trofilised võrgud on graafiline selgitus toitainete tsükli kirjeldamiseks erinevate troofiliste ahelate kaudu, mis moodustavad organismid nende erinevate toitumisharjumuste poolest.

Ökoloogid on klassifitseerinud erinevaid troofilisi võrke:

Ühenduses

Tegemist on organismide kogumiga, mis on valitud ilma nendevaheliste toitealaste suhete eelneva kaalutluseta, kuid taksonoomia, suuruse, asukoha või muude kriteeriumide alusel (Fabré, 1913).

Allikas

See hõlmab ühte või mitut liiki organisme, nende sööke, nende kiskjaid jne (Pimm, et al., 1991).

Sunk

See on trofilise võrgu kogukonna suunatud allobjekt. Sisaldab ühte või mitut liiki organisme (tarbijaid) ja kõiki organismi, mida tarbijad söövad (Fabré, 1913).   

Kõige tuntumad ja realiseeritumad üksused kogukonnas on alamvõrgud, organismide rühmad, keda katab lihasööja ja mis on omavahel seotud troofiliselt nii, et kõrgematel tasanditel on vähe energiaülekandeid samaaegsetele alamvõrkudele (Paine, 1963; Paine, 1966; ).

Maapealsed troofilised võrgud

Maapealsetes ökosüsteemides algab troofiliste võrkude energiavoog lehtedel, tehes fotosünteesi päikese energia saamiseks..

Lehed tarbivad selgroogsete ja selgrootute organismid, tavaliselt taimtoidulised, mis hiljem surevad või väljaheited muutuvad pinnase osaks (huumus) ja mida taimed tarbivad nende juurte kaudu.

Esimene tase

Leiame, et peamisteks tootjateks on enamasti taimed, mis jäävad tundralt kuni muldani erinevate metsade, metsade ja karjamaade kaudu..

Teine tase

Teine tase koosneb peamiselt taimetoidulistest, mis võivad olla selgroogsed või putukad. Samas on see hõivatud ka kõikjaliste liikidega, nagu must karu, mis on röövellik, kuid teatud aastaaegadel toidab ta puudega tamme. Kõikjalised liigid asuvad samal ajal võrgustiku mitmel tasandil.

Kolmas tase

Kolmandal tasandil järgige kiskjaid, kes söövad eelmiste tasemete tarbijaid. Sellel tasemel leiame ka parasiite, nagu sääsed, mis toidavad osaliselt tarbijaorganisme.

Üldjuhul on neil madalam populatsioon kui teistel tasanditel, sest nad on ühe taseme kohal toiduvõrgust.

Võrgustik jätkab energiavoogude suurenemist, kuni see jõuab lagundajateni. Üldiselt, mida suurem on troofilise võrgu tase, seda vähem jõuab energia, nii et nende viimaste tasemete organismid on ökosüsteemide häirete suhtes kõige haavatavamad..

Maapealsetes troofilistes võrkudes leiame nõrgad või tugevad koostoimed. Tugeva vastasmõju näide on kiskja sõltuvus elusolevast konkreetsest saagist, nagu Ibeeria ilves, mis sõltub küüliku populatsioonist. Tugevad vastasmõjud viitavad liikide vähe mitmekesisusele ja habrastele ökosüsteemidele.

Seevastu nõrk suhtlus on see, mis toimub siis, kui kiskja ei ole spetsiifiline, näiteks koyoot, mis vähendab mitmesuguseid närilisi, kes ei sõltu nii tugevalt ja mida saab kohandada ka puuviljade süüa teatud aastaaegadel. 

Marine Trophic Networks

Mere ökosüsteemid on inimestele väga olulised, sest nad annavad meile toitu, samuti on nad hapniku ja CO2 kogumise allikaks.

Mere troofilised võrgud on väga keerulised, kuna neil on kõrge ühenduvus erinevate liikide vahel. Paljudel neist on nõrgad koostoimed, mis tähendab, et liigid ei sõltu ainult ühest ressursist. Selline olukord põhjustab mereökosüsteemi vastupidavuse väikeste häirete suhtes (Rezende et al., 2011).

Lisaks on merekeskkonnas valdavalt lühikesed trofilised ahelad, tavaliselt kolm kuni neli tarbijate taset, enne kui jõuavad suurte röövloomade, nagu hai, vaal, hülged või jääkaru, tasemele (Rezende et al., 2011)..

Esmatootjad on vetikad, meretaimed, fotosünteetilised ja kemosünteetilised bakterid. Kõige tavalisemad näited merekeskkonna peamistest tarbijatest on merisiilid ja koppodid, väga väikeste koorikloomade rühm, mida tuntakse ka zooplanktonina..

Teiste tarbijate näited on väikeste mere kalaliikide suur mitmekesisus. Need omakorda on suuremad kolmanda taseme tarbijad, nagu kalmaarid ja tuunid, et hiljem jõuda superröövlite tasemeni.

Lõpuks moodustavad lagunevad mikroskoopilised organismid, mis tagastavad materjali võrgu algusesse.

Vaatamata merekeskkonna vastupanuvõimele häiretele, on inimene neid ökosüsteeme oluliselt mõjutanud reostuse, jahinduse ja kalapüügi suurenemise tõttu viimastel aastakümnetel, põhjustades muuhulgas seda, et Super-kiskjad on järsult langenud. See on toonud kaasa tõsised tagajärjed, mis on ökosüsteemile ikka veel ettearvamatud (Rezende et al., 2011).

Mikroobsed trofilised võrgud

See toetab väga keerulist troofilist võrgustikku, mille tulemuseks on orgaanilise aine ringlussevõtt ja toitainete tsükkel. Domínguezi ja kaastöötajate (2009) sõnul on aluspinnase troofiliste võrgustike elemendid mikroorganismid, mikrofauna, mesofauna ja makrofauna..

Mikroorganismid on selle troofilise võrgu (bakterid ja seened) peamised tarbijad, kes lagunevad ja mineraliseerivad kompleksseid orgaanilisi aineid.

Mikrofauna

Mikrofauna sisaldab väikseid selgrootuid, peamiselt nematoode ja enamikku lestasid, mis söövad mikroorganisme või mikroobseid metaboliite või moodustavad osa mikroelastajate troofilistest võrgustikest.

Mesofauna

Mesofauna koosneb keskmise suurusega selgrootutest, mille keha laius on 0,2–10 mm. Taksonoomiliselt on see väga mitmekesine, sealhulgas paljud anneliidid, putukad, koorikloomad, myriapodid, ämblikulaadsed ja muud lülijalgsed, mis toimivad köögiviljade multši transformaatoritena ja söövad orgaanilise aine ja mikroorganismide segu. Nad toodavad ka väljaheiteid, mis kannatavad järgneva mikroobirünnaku all.

Makrofauna

Makrofauna moodustavad suurimad selgrootud (keha laiused> 1 cm), sealhulgas ka vihmaussid, ning mõned molluskid, myriapoodid ja erinevad putukate rühmad.

Mikroobse kogukonna protsessid viiakse läbi risosfääris, see tähendab, et see toimib koos taimede juurtega. Siin on osalejad taimede, bakterite, seente, mikrofauna ja mesofauna juured.

Neile võrkudele on iseloomulik, et biomassi ümberkujundamine on tõhusam 45% ulatuses nende fikseerimisvõimsusest.

Neid võrke iseloomustab ka väga suur liikide mitmekesisus, mis põhjustab süsteemis suure redundantsuse.

Viited

1. Brose, U., Jonsson, T., Berlow, E. L., Warren, P., Banasek-Richter, C., Bersier, L.F. & Cushing, L. (2006). TARBIJATE-VAHENDITE KERE SUURUSE SUHTED LOODUSLIKU TOIDUAINETE VEEBILE. Ecology, vol. 87 (10), lk. 2411 - 2417.
2. Borrvall, C., Ebenman, B., Jonsson, T., ja Jonsson, T. (2000). Bioloogiline mitmekesisus vähendab ohtu, et toitumisharjumuste mudelite väljalangemine on kaskaadne. Ecology Letters, vol. 3 (2), lk. 131 - 136.
3. DeAngelis, D. L. (1980). Energiavool, toitainete tsükkel ja ökosüsteemi vastupidavus. Ecology, vol. 61 (4), lk. 764 - 771.
4. Dunne, J. A., Williams, R.J. & Martinez, N. D. (2002). Toidu-veebi struktuur ja võrguteooria: ühendamise ja suuruse roll. National Academy of Sciences, vol. 99 (20), lk. 12917 - 12922.
5. Domínguez, J., Aira, M., & Gómez-Brandón, M. (2009). Vihmausside roll orgaanilise aine ja toitainete tsükli lagunemisel. Ecosistemas Magazine, vol. 18 (2), lk. 20 -31.
6. Fabré, J. (1913). Sissejuhatus Toiduvõrgud ja niširuum. USA: Princetoni ülikooli press.
7. Lafferty, K., Dobson, A. & Kuris, A. (2006). Parasiidid domineerivad toidu veebilinkidel. National Academy of Sciences, vol. 103 (30), lk. 11211 - 11216.
8. Paine, R. (1966). Toiduainete veebi keerukus ja liikide mitmekesisus. Ameerika loodusteadlane, vol. 100 (910), lk. 65-75.
9. Pimm, S.L., Lawton, J. H. & Cohen, J.E. (1991). Toidu veebimustrid ja nende tagajärjed. Nature vol. 350 (6320) lk. 669 - 674.
10. Rezende, E. L., Albert, E.M., & Fortuna, M.A. (2011). Mere troofilised võrgud.