Τι είναι ένας διατροφικός ιστός και μια τροφική αλυσίδα;

Ένα τροφικό δίκτυο είναι ένα σύνολο διαφορετικών ειδών οργανισμών που ανήκουν στην ίδια οικολογική θέση που συνδέεται μεταξύ τους μέσω των σχέσεων διατροφής (Fabré, 1913).

Τα τροφικά δίκτυα παρέχουν ενοποιημένα θέματα για την οικολογία (Lafferty, et al., 2006), δηλαδή αποσκοπούν να εξηγήσουν τη συμπεριφορά της βιοποικιλότητας σε διαφορετικές θέσεις και την ροή ενέργειας που συμβαίνει μεταξύ τους..

Η αλυσίδα αλυσίδα τροφίμων ή τροφίμων είναι ένα γραμμικό δίκτυο των συνδέσεων σε ένα δίκτυο μεταξύ οργανισμών για την παραγωγή τροφίμων (όπως γρασίδι ή δέντρα που χρησιμοποιούν το φως του ήλιου για την παραγωγή τροφίμων) και αρπακτικά (όπως αρκούδες ή λύκους).

Μια τροφική αλυσίδα δείχνει πώς οι οργανισμοί συνδέονται μεταξύ τους με τα τρόφιμα που τρώνε. Κάθε επίπεδο μιας αλυσίδας αντιπροσωπεύει ένα διαφορετικό τροφικό επίπεδο.

Συχνά ένα τροφικό δίκτυο συγχέεται με μια τροφική αλυσίδα. Η διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι η τροφική αλυσίδα περιγράφει τη διαδρομή της ενέργειας που μετασχηματίζεται σε τρόφιμο από έναν παραγωγό στον τελικό καταναλωτή μέσω συνδέσμων.

Από την άλλη πλευρά, το τροφικό δίκτυο είναι ένα σύνολο αλληλεπιδράσεων που περιγράφονται σε υπάρχοντα τροφικά επίπεδα μέσα στο ίδιο οικοσύστημα. 

Τρόφιμα επίπεδα

Οι οργανισμοί ενός οικοσυστήματος ταξινομούνται, σύμφωνα με τη διατροφή τους, σε διαφορετικά τροφικά επίπεδα. Αυτά τα επίπεδα αντιστοιχούν στους παραγωγούς, τους καταναλωτές και τους αποσυνθέτες.

Οι παραγωγοί είναι οι οργανισμοί που παράγουν τα δικά τους τρόφιμα από τη φωτοσύνθεση, επίσης γνωστά ως αυτοτροφικοί οργανισμοί. Τα περισσότερα φυτά και φύκια βρίσκονται σε αυτήν την ταξινόμηση.

Οι καταναλωτές οργανισμών χωρίζονται σε πρωτογενείς, δευτερογενείς και τριτογενείς. Οι κύριοι καταναλωτές είναι αυτοί που τρώνε απευθείας από τα φυτά. Μπορούν να είναι μεγάλα φυτοφάγα όπως ο ελέφαντας ή τα έντομα, όπως οι μέλισσες και οι πεταλούδες. Τα παρασιτικά φυτά θεωρούνται επίσης πρωτογενείς καταναλωτές.

Οι δευτερογενείς καταναλωτές είναι οι θηρευτές των πρωτογενών καταναλωτών και των άλλων καταναλωτών, επομένως εξαρτώνται έμμεσα από τους παραγωγούς. Παραδείγματα αυτών μπορούν να είναι ο λύκος, οι αράχνες, οι ρόδες, οι βούμες, η αρκούδα και τα σαρκοφάγα φυτά.

Τα ζώα καθαριστών βρίσκονται στο τελευταίο επίπεδο των καταναλωτών, επειδή τρώνε όλα τα νεκρά ζώα. Παραδείγματα ζώων που απομακρύνουν τα ζώα είναι ο κονδώρας, το καράκαρα και οι γύπες.

Τέλος, οι οργανισμοί αποσύνθεσης είναι αυτοί που τρέφονται με νεκρά ζωικά και φυτικά υλικά. Αυτά παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο στον κύκλο των θρεπτικών συστατικών, καθώς επιστρέφουν τα στοιχεία της νεκράς ύλης στο έδαφος για να επανενταχθούν στο οικοσύστημα. Παραδείγματα αποσυνθέτων είναι μύκητες και βακτήρια.

Χαρακτηριστικά ενός τροφικού δικτύου

Θεωρείται ότι ο οργανισμός ανήκει στο τροφικό δίκτυο εφόσον είναι μέρος του εξεταζόμενου οικοσυστήματος (Fabré, 1913).

Είναι συνηθισμένο τα αρπακτικά ζώα να τείνουν να είναι μεγαλύτερα από το θήραμά τους, με εξαίρεση τους παθογόνους παράγοντες, τα παράσιτα και τα παρασιτοειδή. Επιπλέον, ο όγκος του σώματος του είδους επηρεάζεται από τη δομή των τροφικών αλυσίδων και τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ όλων των ειδών (Brose, et al., 2006).

Το πολύ, ένα επίπεδο εκμεταλλεύεται μόνο το 10% της ενέργειας του προηγούμενου τροφικού επιπέδου, συνεπώς, λόγω της μεγάλης απώλειας ενέργειας, οι αλυσίδες τροφίμων έχουν συνήθως λίγα βήματα.

Οι ιστοί τροφίμων παρέχουν περίπλοκες αλλά διαχειρίσιμες παραστάσεις βιοποικιλότητας, αλληλεπιδράσεις ειδών και δομή και λειτουργία του οικοσυστήματος (Dunne, et al., 2002).

Κίνδυνοι στην εξαφάνιση ενός συνδέσμου

Ο κίνδυνος κάποιου συνδέσμου να σπάσει και να μην υπάρχει κανένα είδος που να το αντικαθιστά θα ήταν ριζοσπαστικό για την επιβίωση των άλλων ειδών που ζουν σε αυτό και για την υγεία του δάσους.

Υπάρχουν είδη που θεωρούνται βασικά για τα οικοσυστήματα και αν ο πληθυσμός τους εξαλειφθεί ή μειωθεί, θα προκαλούσε μια ανισορροπία στις αλληλεπιδράσεις όλων των άλλων. Ορισμένα μπορεί να είναι παραγωγικά είδη όπως φυτά, τα οποία αποτελούν την πηγή τροφής για τους υψηλότερους στάβλους.

Μπορούμε επίσης να βρούμε βασικά είδη που είναι αρπακτικά. Αυτά ρυθμίζουν τους καταναλωτές σε υγιή επίπεδα για το οικοσύστημα και, αν εξαφανιστούν, προκαλούν στον εν λόγω καταναλωτή την αύξηση του πληθυσμού του, δημιουργώντας μια ανισορροπία στο οικοσύστημα.

Υπάρχουν μερικές απλές θεωρίες που επιβεβαιώνουν ότι η αύξηση της ποικιλομορφίας των ειδών ανά λειτουργική ομάδα στα οικοσυστήματα θα βελτίωνε τη σταθερότητα του οικοσυστήματος (Borvall, et al., 2000). 

Η ροή υλικού στο δίκτυο

Το θέμα που τρέχει στο τροφικό δίκτυο αποτελείται από έναν κύκλο ορυκτών στο έδαφος, το ξύλο, τα απορρίμματα και τα ζωικά απόβλητα..

Αυτή η ροή του υλικού θεωρείται ανοικτή, επειδή ορυκτά εισάγετε τη βροχή σύστημα και στις καιρικές συνθήκες στο έδαφος και χάνονται μέσω της απορροής του εδάφους και απόπλυση από το έδαφος (DeAngelis, 1980).

Η οργανική ύλη (ζωντανοί οργανισμοί, θρυμματισμός) διατίθεται στο έδαφος ως πηγή θρεπτικών ουσιών. Αυτό γίνεται ανόργανη ύλη (αέρας, έδαφος και νερό) μέσω της αποσύνθεσης, έκκριση και απέκκριση αργότερα εκ νέου ενσωματώνουν μορφή κύκλου των θρεπτικών ουσιών ή ιζηματογενή πετρώματα που δεν είναι διαθέσιμα ως θρεπτικά συστατικά (ορυκτά πετρώματα).

Το νερό είναι ένας μεταφορέας θρεπτικών ουσιών μέσω ενέργειας που πηγαίνει από την καθίζηση έως την εξάτμιση ή την εξαγωγή και το αντίστροφο, διατηρώντας συμπυκνωμένο στην ατμόσφαιρα. Αυτός ο μηχανισμός μεταφέρει σε μεγάλο βαθμό υδρογόνο και οξυγόνο μεταξύ άλλων ορυκτών.

Το ατμοσφαιρικό οξυγόνο ενσωματώνεται σε ζωντανά όντα με τη μορφή αερίου, συνδέεται με άλλα στοιχεία και απορρίπτεται από οργανισμούς υπό μορφή αερίου ή νερού.

Ο κύκλος του άνθρακα μπορεί να εισέλθει στο τροφικό δίκτυο από τη βιομηχανία, από την αναπνοή ζωντανών όντων ή από το CO2 που υπάρχει στην ατμόσφαιρα, το οποίο απορροφάται από τα φυτά και αργότερα από το χώμα.

Γενικά, ο κύκλος του αζώτου λαμβάνει χώρα τοπικά μεταξύ οργανισμών, εδάφους και νερού μέσω αποσύνθεσης και επαναπροσδιορισμού. Το ελεύθερο άζωτο στην ατμόσφαιρα περνά στο έδαφος με τη στερέωση μικροοργανισμών και στη συνέχεια απορροφάται από τα φυτά ή απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.

Αργότερα τα φυτά καταναλώνονται από άλλους οργανισμούς και οι οργανισμοί αυτοί απορρίπτονται σε περιττώματα που επιστρέφουν στο έδαφος. 

Είδη τροφικών δικτύων

Τα τροφικά δίκτυα είναι μια γραφική εξήγηση για να περιγράψουν τον κύκλο θρεπτικών ουσιών μέσω διαφορετικών τροφικών αλυσίδων που συνθέτουν τους οργανισμούς με τις διαφορετικές διατροφικές τους συνήθειες.

Οι οικολόγοι έχουν ταξινομήσει διαφορετικούς τύπους τροφικών δικτύων:

Κοινότητας

Είναι ένα σύνολο οργανισμών που έχουν επιλεγεί χωρίς προηγούμενες εκτιμήσεις για τις διατροφικές σχέσεις μεταξύ τους, αλλά με ταξινόμηση, μέγεθος, τοποθεσία ή άλλα κριτήρια (Fabré, 1913).

Πηγή

Περιλαμβάνει ένα ή περισσότερα είδη οργανισμών, τους οργανισμούς που τρώνε, τους θηρευτές τους και ούτω καθεξής στην αλυσίδα (Pimm et al., 1991).

Βυθίστηκε

Είναι ένα κατευθυνόμενο υπο-αντικείμενο μιας κοινότητας του τροφικού δικτύου. Περιλαμβάνει ένα ή περισσότερα είδη οργανισμών (καταναλωτές), συν όλα τα είδη οργανισμών που καταναλώνουν οι καταναλωτές (Fabré, 1913).   

Το πιο αναγνωρίσιμο και επιτεύξιμο εντός των κοινοτικών μονάδες είναι υποδίκτυα, ομάδες καλυφθεί με ένα τερματικό σαρκοφάγο και αλληλένδετα trophically, έτσι ώστε σε υψηλότερα επίπεδα υπάρχει μικρή μεταφορά ενέργειας ταυτόχρονη υποδίκτυα (Paine, 1963 οργανισμών? Paine, 1966 ).

Χερσαία τροφικά δίκτυα

Στα χερσαία οικοσυστήματα, η ροή ενέργειας των τροφικών ιστών αρχίζει στα φύλλα, εκτελώντας φωτοσύνθεση για να ληφθεί η ενέργεια του ήλιου.

Τα φύλλα καταναλώνονται από σπονδυλωτών και ασπόνδυλων οργανισμών, συνήθως φυτοφάγα ζώα, στη συνέχεια πεθαίνουν ή τη διάθεση των κοπράνων γίνει μέρος του εδάφους (χούμο) και καταναλώνονται από τα φυτά μέσω των ριζών τους.

Πρώτο επίπεδο

Διαπιστώνουμε ότι οι κύριοι παραγωγοί είναι κατά κύριο λόγο φυτά, τα οποία υφίστανται σε κλίματα που κυμαίνονται από τούντρα έως εδάφη μέσω διαφόρων τύπων δασών, δασών και βοσκοτόπων.

Δεύτερο επίπεδο

Το δεύτερο επίπεδο αποτελείται κυρίως από φυτοφάγα ζώα, τα οποία μπορεί να είναι σπονδυλωτά ή έντομα. Εντούτοις, καταλαμβάνεται επίσης από παμφάγα είδη όπως η μαύρη αρκούδα, η οποία είναι αρπακτική, αλλά σε ορισμένες εποχές τροφοδοτεί τα βελανίδια των δέντρων. Τα ομοφυλόφιλα είδη καταλαμβάνουν ταυτόχρονα πολλά επίπεδα του δικτύου.

Τρίτο Επίπεδο

Στο τρίτο επίπεδο ακολουθήστε τα αρπακτικά, τα οποία τρώνε τους καταναλωτές των προηγούμενων επιπέδων. Σε αυτό το επίπεδο μπορούμε επίσης να βρούμε παράσιτα, όπως τα κουνούπια, τα οποία τροφοδοτούν εν μέρει τους καταναλωτικούς οργανισμούς.

Ως γενικός κανόνας, έχουν χαμηλότερους πληθυσμούς από αυτούς των άλλων επιπέδων επειδή είναι ένα επίπεδο πάνω από τον ιστό των τροφίμων.

Το δίκτυο συνεχίζει να αυξάνεται σε επίπεδο καθώς η ροή ενέργειας φτάνει στους αποσυνθέτες. Γενικά, όσο περισσότερο αυξάνεται το επίπεδο του τροφικού δικτύου, τόσο λιγότερη ενέργεια θα φτάσει, έτσι οι οργανισμοί αυτών των τελευταίων επιπέδων είναι οι πλέον ευάλωτοι σε σχέση με τις διαταραχές στα οικοσυστήματα.

Στα χερσαία τροφικά δίκτυα μπορούμε να βρούμε αδύναμες ή ισχυρές αλληλεπιδράσεις. Ένα παράδειγμα έντονης αλληλεπίδρασης είναι η εξάρτηση ενός αρπακτικού σε συγκεκριμένη θηράματα επιβίωσης, όπως ο ιβηρικός λύγκας που εξαρτάται από τους πληθυσμούς κουνελιών. Οι έντονες αλληλεπιδράσεις δείχνουν μικρή ποικιλία ειδών και πιο εύθραυστα οικοσυστήματα.

Σε αντίθεση, ένας ασθενής αλληλεπίδραση που συμβαίνει όταν ένα αρπακτικό δεν είναι ειδική, όπως το κογιότ, το οποίο θηράματα μια ευρεία ποικιλία των τρωκτικών η οποία δεν εξαρτάται τόσο έντονα και επίσης μπορούν να προσαρμοστούν σε τρώνε φρούτα σε ορισμένες εποχές. 

Θαλάσσια τροφικά δίκτυα

Τα θαλάσσια οικοσυστήματα είναι πολύ σημαντικά για τον άνθρωπο, επειδή μας παρέχουν τροφή, καθώς επίσης και πηγή οξυγόνου και δέσμευσης CO2.

Τα θαλάσσια τροφικά δίκτυα είναι πολύ περίπλοκα επειδή έχουν υψηλή διασύνδεση μεταξύ διαφορετικών ειδών. Πολλοί από αυτούς έχουν αδύναμες αλληλεπιδράσεις, πράγμα που σημαίνει ότι τα είδη δεν εξαρτώνται αποκλειστικά από έναν μόνο πόρο. Η κατάσταση αυτή καθιστά το θαλάσσιο οικοσύστημα ανθεκτικό σε μικρές διαταραχές (Rezende et al., 2011).

Επιπλέον, στο θαλάσσιο περιβάλλον τροφικά βραχείες αλυσίδες, κοινώς τέσσερις παρα τρία επίπεδα των καταναλωτών πριν φθάσει το επίπεδο των μεγάλων αρπακτικών όπως οι καρχαρίες, φάλαινες, φώκιες ή πολική αρκούδα (Rezende et al. 2011) κυριαρχούν.

Πρωτογενείς παραγωγοί είναι άλγη, θαλάσσια φυτά και τα φωτοσυνθετικά βακτήρια και χημειο-συνθετικό. Τα πιο συνηθισμένα παραδείγματα πρωτογενών καταναλωτών στο θαλάσσιο περιβάλλον είναι οι αχινούς και οι κοπέποδες, μια ομάδα πολύ μικρών καρκινοειδών γνωστών και ως ζωοπλαγκτόν..

Παραδείγματα δευτεροταγών καταναλωτές είναι μια ευρεία ποικιλία των θαλάσσιων ειδών των μικρών ψαριών. Αυτά με τη σειρά τους επάνω κοντά μεγαλύτερες, όπως καλαμάρια και ο τόνος τριτοβάθμια καταναλωτές, αργότερα για να φθάσει το επίπεδο των σούπερ-θηρευτές.

Στο τέλος, οι αποσυνθέτες αποτελούνται από μικροσκοπικούς οργανισμούς που επιστρέφουν την ύλη στην αρχή του δικτύου.

Παρά την αντίσταση που έχει το θαλάσσιο περιβάλλον ταραχές, οι άνθρωποι έχουν επηρεαστεί σε μεγάλο βαθμό αυτά τα οικοσυστήματα εξαιτίας της ρύπανσης, το κυνήγι και την αύξηση της αλιείας κατά τις τελευταίες δεκαετίες, με αποτέλεσμα, μεταξύ άλλων, ότι ο πληθυσμός της Τα υπερατλαντικά έχουν μειωθεί δραστικά. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα σοβαρές συνέπειες που εξακολουθούν να είναι απρόβλεπτες για το οικοσύστημα (Rezende et al., 2011).

Μικροβιακά Τρόφιμα Δίκτυα

Διατηρεί ένα σύνθετο τροφικό δίκτυο των οποίων η λειτουργία είναι τελικά στην ανακύκλωση οργανικής ύλης και θρεπτικού κύκλου. Σύμφωνα με τον Domínguez και συνεργάτες (2009), τα στοιχεία των τροφικών δικτύων του υπεδάφους είναι μικροοργανισμοί, microfauna, mesofauna και macrofauna.

Οι μικροοργανισμοί είναι πρωτογενείς καταναλωτές του παρόντος web τροφίμων (βακτήρια και μύκητες) που αποσυντίθενται οργανικές ουσίες και πολύπλοκες Ορυκτοποιώ.

Microfauna

Μικροπανίδα περιλαμβάνει μικρότερα ασπόνδυλα, κυρίως νηματωδών και ακάρεων πιο κατάποση μικροοργανισμοί ή μικροβιακοί μεταβολίτες ή τροφικά δίκτυα αποτελούν μέρος της μικρο-θηρευτές.

Μεσοφούνα

Η μεσοφόρα αποτελείται από ασπόνδυλα μέσου μεγέθους, με πλάτος σώματος μεταξύ 0,2 και 10 mm. Είναι ταξινομικά ποικιλόμορφη συμπεριλαμβανομένων πολλών πολύχαιτους, έντομα, καρκινοειδή, σαρανταποδαρούσες, αραχνοειδών και άλλων αρθροπόδων λειτουργούν ως μετασχηματιστές φυτικά μούχλα και καταπιούν ένα μίγμα οργανικής ύλης και των μικροοργανισμών. Επίσης, δημιουργούν σκαμνί θα υποστούν επακόλουθη μικροβιακή επίθεση.

Macrofauna

Η μακροφάνα σχηματίζεται από τα μεγαλύτερα ασπόνδυλα (πλάτη σώματος> 1 cm), που περιλαμβάνουν κυρίως γαιοσκώληκες, μαζί με μερικά μαλάκια, μυριάδες και διαφορετικές ομάδες εντόμων.

Οι διεργασίες της μικροβιακής κοινότητας διεξάγονται στη ριζόσφαιρα, δηλαδή, συνεργάζεται με τη δραστηριότητα των ριζών των φυτών. Εδώ οι ηθοποιοί είναι οι ρίζες φυτών, βακτηριδίων, μυκήτων, microfauna και mesofauna.

Τα δίκτυα αυτά χαρακτηρίζονται από την αποδοτικότερη μετασχηματισμό της βιομάζας με 45% της ικανότητάς τους να στερεώνονται.

Αυτά τα δίκτυα χαρακτηρίζονται επίσης από μια πολύ μεγάλη ποικιλία ειδών που οδηγεί σε μεγάλη πλεονασμό στο σύστημα.

Αναφορές

1. Brose, U., Jonsson, Τ., Berlow, Ε.Ι., Warren, Ρ., Banasek-Richter, C., Bersier, L.F. & Cushing, L. (2006). ΣΧΕΣΕΙΣ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ ΣΤΟΙΧΕΙΟ ΤΟΥ ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΗ ΣΕ ΦΥΣΙΚΟ ΦΑΡΜΑΚΟ. Ecology, νοΙ. 87 (10), σελ. 2411-22417.
2. Borrvall, C., Ebenman, Β., Jonsson, Τ., & Jonsson, Τ. (2000). Η βιοποικιλότητα μειώνει τον κίνδυνο κλιμάκωσης της εξαφάνισης σε μοντέλα ιστών τροφίμων. Ecology Letters, νοΙ. 3 (2), σελ. 131-136.
3. DeAngelis, D. L. (1980). Ροή ενέργειας, κύκλος θρεπτικών ουσιών και αντοχή οικοσυστήματος. Ecology, νοΙ. 61 (4), σελ. 764 - 771.
4. Dunne, J. Α., Williams, R. J., & Martinez, Ν. D. (2002). Διατροφή δομής διαδικτύου και θεωρία δικτύου: ο ρόλος της σύνδεσης και του μεγέθους. Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, τ. 99 (20), σελ. 12917 - 12922.
5. Domínguez, J., Aira, Μ., & Gómez-Brandon, Μ. (2009). Ο ρόλος των γαιοσκωλήκων στην αποσύνθεση της οργανικής ύλης και του θρεπτικού κύκλου. Ecosystems Magazine, vol. 18 (2), σελ. 20 -31.
6. Fabré, J. (1913). Εισαγωγή Πλέγματα τροφίμων και χώρος εξειδικευμένων χώρων. ΗΠΑ: Τύπος του πανεπιστημίου Princeton.
7. Lafferty, Κ., Dobson, Α. & Kuris, Α. (2006). Τα παράσιτα κυριαρχούν στις διαδικτυακές συνδέσεις τροφίμων. Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, τ. 103 (30), σελ. 11211 - 11216.
8. Paine, R. (1966). Η πολυπλοκότητα των διατροφικών web και η ποικιλία των ειδών. Ο αμερικανός φυσιοδίφης, vol. 100 (910), σελ. 65 -75.
9. Pimm, S. L., Lawton, J. Η. & Cohen, J. Ε. (1991). Διαδικτυακά πρότυπα τροφίμων και τις συνέπειές τους. Nature vol. 350 (6320) σελ. 669 - 674.
10. Rezende, Ε.Λ., Albert, Ε.Μ., & Fortuna, Μ.Α. (2011). Θαλάσσια τροφικά δίκτυα.