VOEDSELKETEN: ELEMENTEN, VOEDSELPIRAMIDE EN VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2025

Een voedsel- of trofische keten is een grafische weergave van de vele verbindingen die er bestaan, in termen van de consumptie-interacties tussen de verschillende soorten die deel uitmaken van een gemeenschap.

Trofische ketens variëren sterk, afhankelijk van het bestudeerde ecosysteem, en bestaan ​​uit de verschillende trofische niveaus die daar bestaan. De basis van elk netwerk wordt gevormd door de primaire producenten. Deze zijn in staat tot fotosynthese en vangen zonne-energie op.

Bron: Roddelgado, van Wikimedia Commons

Opeenvolgende niveaus van de keten bestaan ​​uit heterotrofe organismen. Herbivoren consumeren de planten en deze worden geconsumeerd door carnivoren.

Vaak zijn de relaties in het netwerk niet helemaal lineair, aangezien de dieren in sommige gevallen uitgebreide diëten hebben. Een vleeseter kan zich bijvoorbeeld voeden met carnivoren en herbivoren.

Een van de meest opvallende kenmerken van voedselketens is de inefficiëntie waarmee energie van het ene niveau naar het andere gaat. Veel hiervan gaat verloren in de vorm van warmte en slechts ongeveer 10% gaat voorbij. Om deze reden kunnen voedselketens niet uitgebreid en multilevel worden.

Waar komt de energie vandaan?

Alle activiteiten die organismen uitvoeren, vereisen energie - van beweging, hetzij door water, land of lucht, tot het transport van een molecuul, op celniveau.

Al deze energie komt van de zon. De zonne-energie die constant naar de planeet aarde straalt, wordt omgezet in chemische reacties die het leven voeden.

Op deze manier worden de meest basale moleculen die leven mogelijk maken uit de omgeving gehaald in de vorm van voedingsstoffen. In tegenstelling tot chemische voedingsstoffen, die worden geconserveerd.

Daarom zijn er twee basiswetten die de energiestroom in ecosystemen regelen. De eerste stelt vast dat energie van de ene gemeenschap naar de andere gaat in twee ecosystemen door een continue stroom die slechts in één richting gaat. Het is noodzakelijk om de energie van de zonnebron te vervangen.

De tweede wet stelt dat nutriënten continu cycli doorlopen en herhaaldelijk binnen hetzelfde ecosysteem en ook daartussen gebruikt worden.

Beide wetten moduleren de doorgang van energie en vormen het complexe netwerk van interacties dat bestaat tussen populaties, tussen gemeenschappen en tussen deze biologische entiteiten met hun abiotische omgeving.

Elementen waaruit het bestaat

Bron: Wikimedia Commons. Auteur: Evamaria1511

Op een zeer algemene manier worden organische wezens geclassificeerd volgens de manier waarop ze energie verkrijgen om zich te ontwikkelen, in stand te houden en te reproduceren, tot autotrofen en heterotrofen.

Autotrofen

De eerste groep, de autotrofen, omvat individuen die in staat zijn zonne-energie op te nemen en deze om te zetten in chemische energie die is opgeslagen in organische moleculen.

Met andere woorden, autotrofen hoeven geen voedsel te consumeren om te overleven, omdat ze het kunnen genereren. Ze worden ook vaak "producenten" genoemd.

De bekendste groep autotrofe organismen zijn planten. Er zijn echter ook andere groepen, zoals algen en sommige bacteriën. Deze hebben alle metabolische machinerie die nodig is om fotosyntheseprocessen uit te voeren.

De zon, de energiebron die de aarde aandrijft, werkt door waterstofatomen samen te voegen tot heliumatomen, waarbij daarbij enorme hoeveelheden energie vrijkomen.

Slechts een klein deel van deze energie bereikt de aarde als elektromagnetische golven van warmte, licht en ultraviolette straling.

In kwantitatieve termen wordt een groot deel van de energie die de aarde bereikt, gereflecteerd door de atmosfeer, wolken en het aardoppervlak.

Na dit absorptiegebeurtenis blijft ongeveer 1% van de zonne-energie beschikbaar. Van deze hoeveelheid die de aarde weet te bereiken, weten planten en andere organismen 3% vast te leggen.

Heterotrofen

De tweede groep bestaat uit heterotrofe organismen. Ze zijn niet in staat tot fotosynthese en moeten actief hun voedsel zoeken. Daarom worden ze in de context van voedselketens consumenten genoemd. We zullen later zien hoe ze worden geclassificeerd.

De energie die de individuele producenten wisten op te slaan, staat ter beschikking van andere organismen in de gemeenschap.

Ontleders

Er zijn organismen die op dezelfde manier de "draden" van de trofische ketens vormen. Dit zijn de ontleders of puineters.

Ontleders bestaan ​​uit een heterogene groep dieren en kleine protisten die leven in omgevingen waar veel afval zich ophoopt, zoals bladeren die op de grond vallen en lijken.

Onder de meest opvallende organismen vinden we: regenwormen, mijten, duizendpoten, protisten, insecten, kreeftachtigen die bekend staan ​​als wolluizen, nematoden en zelfs gieren. Met uitzondering van deze vliegende gewervelde, komen de rest van de organismen vrij veel voor in afvalstortingen.

Zijn rol in het ecosysteem bestaat uit het extraheren van de energie die is opgeslagen in dood organisch materiaal en het uitscheiden in een meer geavanceerde staat van ontbinding. Deze producten dienen als voedsel voor andere ontbindende organismen. Vooral paddenstoelen.

De ontbindende werking van deze stoffen is essentieel in alle ecosystemen. Als we alle ontbindende stoffen zouden elimineren, zouden we een abrupte opeenhoping van lijken en andere materie hebben.

Behalve dat de in deze lichamen opgeslagen voedingsstoffen verloren zouden gaan, kon de bodem niet worden gevoed. Schade aan de kwaliteit van de bodem zou dus een drastische afname van het plantenleven veroorzaken, waardoor het niveau van de primaire productie zou stoppen.

Trofische niveaus

In voedselketens gaat energie van het ene niveau naar het andere. Elk van de genoemde categorieën vormt een trofisch niveau. De eerste bestaat uit de grote diversiteit aan producenten (onder andere planten van alle soorten, cyanobacteriën).

Consumenten bezetten daarentegen verschillende trofische niveaus. Degenen die zich uitsluitend met planten voeden, vormen het tweede trofische niveau en worden primaire consumenten genoemd. Voorbeelden hiervan zijn allemaal herbivore dieren.

De secundaire consumenten zijn carnivoren - dieren die vlees eten. Dit zijn roofdieren en hun prooi zijn voornamelijk de primaire consumenten.

Ten slotte is er nog een ander niveau gevormd door tertiaire consumenten. Het omvat groepen vleesetende dieren waarvan de prooi andere vleesetende dieren zijn die behoren tot secundaire consumenten.

Netwerkpatroon

Voedselketens zijn grafische elementen die de relaties van soorten in een biologische gemeenschap proberen te beschrijven in termen van hun dieet. In didactische termen legt dit netwerk bloot "wie zich voedt met wat of wie".

Elk ecosysteem presenteert een uniek voedselweb en is drastisch anders dan wat we konden vinden in een ander type ecosysteem. Over het algemeen zijn voedselketens in aquatische ecosystemen gecompliceerder dan in terrestrische ecosystemen.

Voedselwebben zijn niet lineair

We mogen niet verwachten dat we een lineair netwerk van interacties zullen vinden, aangezien het in de natuur buitengewoon moeilijk is om de grenzen tussen primaire, secundaire en tertiaire consumenten nauwkeurig te definiëren.

Het resultaat van dit patroon van interacties zal een netwerk zijn met meerdere verbindingen tussen de leden van het systeem.

Sommige beren, knaagdieren en zelfs wij mensen zijn bijvoorbeeld "alleseters", wat betekent dat het voedingsbereik groot is. In feite betekent de Latijnse term "die alles eet".

Zo kan deze groep dieren zich in sommige gevallen gedragen als primaire consument en later als secundaire consument, of vice versa.

Op weg naar het volgende niveau voeden carnivoren zich over het algemeen met herbivoren of andere carnivoren. Daarom zouden ze worden geclassificeerd als secundaire en tertiaire consumenten.

Om de vorige relatie te illustreren, kunnen we uilen gebruiken. Deze dieren zijn secundaire consumenten wanneer ze zich voeden met kleine herbivore knaagdieren. Maar wanneer ze insectenetende zoogdieren consumeren, wordt het als tertiaire consument beschouwd.

Er zijn extreme gevallen die het netwerk nog ingewikkelder maken, bijvoorbeeld vleesetende planten. Hoewel ze producenten zijn, worden ze ook geclassificeerd als consumenten, afhankelijk van de prooi. Als het een spin was, zou het een secundaire producent en consument worden.

Overdracht van energie

LadyofHats, van Wikimedia Commons

Overdracht van energie aan producenten

De overgang van energie van het ene trofische niveau naar het volgende is een zeer inefficiënte gebeurtenis. Dit gaat hand in hand met de wet van de thermodynamica die stelt dat het gebruik van energie nooit helemaal efficiënt is.

Om de overdracht van energie te illustreren, nemen we als voorbeeld een gebeurtenis in het dagelijks leven: het verbranden van benzine door onze auto. Bij dit proces gaat 75% van de vrijkomende energie verloren in de vorm van warmte.

We kunnen hetzelfde model extrapoleren naar levende wezens. Wanneer ATP-bindingen worden verbroken voor gebruik bij spiercontractie, wordt warmte gegenereerd als onderdeel van het proces. Dit is een algemeen patroon in de cel, alle biochemische reacties produceren kleine hoeveelheden warmte.

Overdracht van energie tussen de andere niveaus

Evenzo wordt de overdracht van energie van het ene trofische niveau naar het andere gedaan met een aanzienlijk laag rendement. Wanneer een herbivoor een plant consumeert, kan slechts een deel van de energie die door de autotroof wordt opgevangen, aan het dier worden doorgegeven.

Tijdens het proces gebruikte de plant een deel van de energie om te groeien en ging een aanzienlijk deel verloren als warmte. Daarnaast werd een deel van de energie van de zon gebruikt om moleculen te bouwen die niet verteerbaar of bruikbaar zijn voor de herbivoor, zoals cellulose.

Volgens hetzelfde voorbeeld zal de energie die de herbivoor heeft verworven dankzij de consumptie van de plant, worden verdeeld in meerdere gebeurtenissen binnen het organisme.

Een deel hiervan zal worden gebruikt om de delen van het dier te bouwen, bijvoorbeeld het exoskelet, in het geval dat het een geleedpotige is. Op dezelfde manier als in de vorige niveaus gaat een groot percentage thermisch verloren.

Het derde trofische niveau omvat de individuen die onze hypothetische geleedpotige hierboven zullen consumeren. Dezelfde energielogica die we op de twee bovenste niveaus hebben toegepast, geldt ook voor dit niveau: veel van de energie gaat verloren als warmte. Deze functie beperkt de lengte die de ketting kan aannemen.

Trofische piramide

Een trofische piramide is een specifieke manier om de relaties die we in de vorige secties hebben besproken grafisch weer te geven, niet langer als een netwerk van verbindingen, maar door de verschillende niveaus te groeperen in stappen van een piramide.

Het heeft de bijzonderheid dat het de relatieve grootte van elk trofisch niveau omvat als elke rechthoek in de piramide.

Aan de basis zijn de primaire producenten vertegenwoordigd, en naarmate we hoger in de grafiek komen, verschijnen de rest van de niveaus in oplopende volgorde: primaire, secundaire en tertiaire consumenten.

Volgens de uitgevoerde berekeningen is elke stap ongeveer tien keer hoger als we deze vergelijken met de bovenste. Deze berekeningen zijn afgeleid van de bekende 10% -regel, aangezien de overgang van het ene niveau naar het andere een energietransformatie impliceert die dicht bij die waarde ligt.

Als het niveau van energie opgeslagen als biomassa bijvoorbeeld 20.000 kilocalorieën per vierkante meter per jaar is, zal het op het bovenste niveau 2.000 zijn, in de komende 200, enzovoort, totdat het de quartaire consumenten bereikt.

De energie die niet wordt gebruikt door de metabolische processen van organismen, vertegenwoordigt de weggegooide organische stof of biomassa die in de bodem wordt opgeslagen.

Soorten trofische piramides

Er zijn verschillende soorten piramides, afhankelijk van wat erin wordt weergegeven. Het kan onder andere worden gedaan in termen van biomassa, energie (zoals in het genoemde voorbeeld), productie, aantal organismen.

Voorbeeld

Een typische zoetwater-aquatische voedselketen begint met de enorme hoeveelheid groene algen die daar leven. Dit niveau vertegenwoordigt de primaire producent.

De belangrijkste consument in ons hypothetische voorbeeld zijn weekdieren. Secundaire consumenten zijn onder meer vissoorten die zich voeden met weekdieren. Bijvoorbeeld de slijmerige gebeeldhouwde soort (Cottus cognatus).

Het laatste niveau bestaat uit tertiaire consumenten. In dit geval wordt het slijmerige beeldhouwen geconsumeerd door een soort zalm: koningszalm of Oncorhynchus tshawytscha.

Als we het vanuit het perspectief van het netwerk bekijken, moeten we op het initiële niveau van producenten naast groene algen ook rekening houden met alle diatomeeën, blauwgroene algen en andere.

Zo worden er veel meer elementen opgenomen (soorten schaaldieren, raderdiertjes en meerdere vissoorten) om een ​​onderling verbonden netwerk te vormen.

Referenties

1. Audesirk, T., en Audesirk, G. (2003). Biologie 3: evolutie en ecologie. Pearson.
2. Campos-Bedolla, P. (2002). Biologie. Redactioneel Limusa.
3. Lorencio, CG (2000). Communautaire ecologie: het paradigma van zoetwatervissen. Sevilla Universiteit.
4. Lorencio, CG (2007). Vooruitgang in ecologie: naar een betere kennis van de natuur. Sevilla Universiteit.
5. Molina, PG (2018). Ecologie en interpretatie van het landschap. Opleidingsbegeleider.
6. Odum, EP (1959). Grondbeginselen van ecologie. WB Saunders bedrijf.