TROFISCHE NIVEAUS EN DE ORGANISMEN WAARUIT ZE BESTAAN ​​(VOORBEELDEN) - BIOLOGIE - 2026

De trofische niveaus zijn de verzameling organismen - of soorten organismen - ze hebben dezelfde positie in de stroom van voedingsstoffen en energie in een ecosysteem. Over het algemeen zijn er drie belangrijke trofische niveaus: de primaire producenten, de secundaire producenten en de ontleders.

De belangrijkste producenten zijn chemosynthetische planten, algen en prokaryoten. Binnen de consumenten zijn er verschillende niveaus, herbivoren en carnivoren. Ten slotte zijn decomposers een grote groep schimmels en prokaryoten.

Katachtigen zijn consumenten. Bron: pixabay.com

In de meeste ecosystemen zijn deze verschillende trofische niveaus met elkaar verweven in complexe en onderling afhankelijke voedselwebben. Dat wil zeggen, elk roofdier heeft meer dan één prooi en elke prooi kan door meer dan één roofdier worden uitgebuit. Het perceel kan uit maximaal 100 verschillende soorten bestaan.

Deze ketens worden gekenmerkt doordat ze kort zijn, omdat de overdracht van energie van het ene niveau naar het andere nogal inefficiënt is - slechts 10% van de energie gaat van het ene niveau naar het andere, ongeveer.

De studie van trofische niveaus en hoe ze worden geassembleerd in complexe voedselwebben, is een centraal thema in de ecologie van populaties, gemeenschappen en ecosystemen. De interactie tussen niveaus en tussen ketens beïnvloedt de dynamiek en persistentie van populaties en de beschikbaarheid van middelen.

Autotroof en heterotroof

Om te begrijpen wat een trofisch niveau is, is het nodig om twee basisconcepten in de biologie te begrijpen: autotrofen en heterotrofen.

Autotrofen zijn organismen die in staat zijn om hun eigen "voedsel" te genereren met behulp van zonne-energie en de enzymatische en structurele machinerie die nodig is om fotosynthese of chemosynthese uit te voeren.

Heterotrofen missen deze mechanismen en moeten actief voedsel zoeken - net als wij mensen.

Schimmels worden vaak verward met autotrofe organismen (vanwege hun onvermogen om te bewegen en hun levenswijze oppervlakkig vergelijkbaar met planten). Deze organismen zijn echter heterotroof en breken de voedingsstoffen die hen omringen af. Later zullen we de rol zien die schimmels spelen in ketens.

Trofische niveaus en hun kenmerken

Roddelgado

De doorgang van energie vindt opeenvolgend plaats, door middel van kracht. Op deze manier wordt het ene organisme door een ander geconsumeerd, het laatste door een derde, en zo gaat het systeem verder. Elk van deze "links" is wat we een trofisch niveau noemen.

Op deze manier verdelen ecologen organismen op basis van hun belangrijkste voedings- en energiebron.

Formeel omvat een trofisch niveau alle organismen die zich in een vergelijkbare positie bevinden in termen van energiestroom in een ecosysteem. Er zijn drie categorieën: producenten, consumenten en ontleders. Hieronder zullen we elk van de genoemde niveaus in detail analyseren.

-Eerste trofisch niveau: producenten

Het eerste trofische niveau in de keten bestaat altijd uit een primaire producent. De identiteit van deze organismen varieert afhankelijk van het ecosysteem. Deze verdieping is degene die de rest van de trofische niveaus ondersteunt.

In terrestrische omgevingen zijn de primaire producenten bijvoorbeeld verschillende plantensoorten. In aquatische ecosystemen zijn het algen. Metabolisch gezien kunnen de producenten fotosynthetisch (de meerderheid) of chemosynthetisch zijn.

Met behulp van energie uit zonlicht synthetiseren fotosynthetische organismen organische verbindingen die ze later opnemen in het cellulaire ademhalingsproces en als bouwstenen om hun groei voort te zetten.

Zoals we zouden verwachten, overtreffen deze organismen hun consumenten. In feite bestaat bijna alle (99%) van de organische stof in de levende wereld uit planten en algen, terwijl heterotrofen slechts de resterende 1% innemen.

Aan de andere kant worden de primaire producenten van chemosynthese meestal aangetroffen in hydrothermale waterbronnen die diep in de oceaan liggen - waar deze prokaryote organismen zeer overvloedig zijn.

Groene wereldhypothese

Het is je vast opgevallen dat de meeste natuurlijke ecosystemen groen zijn. In feite wordt in totaal 83,10 ¹⁰ ton koolstof opgeslagen in de plantaardige biomassa van terrestrische ecosystemen - een buitengewoon hoog aantal.

Dit feit lijkt merkwaardig, aangezien er een zeer groot aantal primaire consumenten is dat plantaardig materiaal eet.

Volgens deze hypothese consumeren herbivoren weinig plantaardig materiaal, omdat ze worden beheerst door een verscheidenheid aan factoren die hun populaties beperken, zoals de aanwezigheid van roofdieren, parasieten en andere soorten ziekten. Bovendien hebben de planten giftige chemische middelen die consumptie voorkomen.

Volgens berekeningen die tot dusver zijn gemaakt, verbruiken herbivoren elk jaar ongeveer 17% van de totale nettoproductie van de producenten - de rest wordt verbruikt door detritivoren.

Met deze cijfers in gedachten kunnen we concluderen dat herbivoren niet echt een merkbare overlast voor planten zijn. Er zijn echter zeer specifieke uitzonderingen, waarbij herbivoren in staat zijn om hele populaties in zeer korte tijd te elimineren (sommige plagen).

-Tweede trofisch niveau: consumenten

De trofische niveaus die boven de primaire producenten liggen, worden gevormd door heterotrofe organismen en zijn direct of indirect afhankelijk van de autotrofe producenten. Binnen de groep consumenten vinden we ook meerdere niveaus.

Primaire consumenten: herbivoren

Energie komt binnen via primaire verbruikers. Deze bestaan ​​uit dieren die planten of algen consumeren. In elk ecosysteem vinden we een specifieke groep dieren die deel uitmaken van het niveau van de primaire consumenten.

Een van de meest opvallende kenmerken van herbivoren is dat het meeste materiaal onverteerd wordt uitgescheiden. De energie die wordt verteerd, gaat verder om de dagelijkse activiteiten van de herbivoor aan te drijven en een ander deel zal worden omgezet in dierlijke biomassa.

De eerste wordt vaak "verlies" door ademhaling genoemd. Ademen is echter een vitale activiteit die het dier moet uitvoeren.

Secundaire consumenten: carnivoren

Het volgende niveau bestaat uit secundaire consumenten of carnivoren: dieren die zich voeden met andere dieren. Slechts een klein deel van het lichaam van de herbivoor wordt opgenomen in het lichaam van de carnivoor.

Sommige secundaire consumenten hebben mogelijk een gemengd dieet, met zowel planten als dieren in hun dieet. Daarom is hun classificatie meestal niet erg duidelijk en zijn ze aanwezig op meer dan één trofisch niveau.

Tertiaire en quartaire consumenten

Sommige trofische ketens worden gekenmerkt door tertiaire en quartaire consumenten, wat aangeeft dat ze respectievelijk dieren van secundair en tertiair niveau consumeren.

Detritivoren of aaseters

Een bepaald type consument bestaat uit de individuen die bekend staan ​​als aaseters. Deze manier van voeren wordt gekenmerkt door de consumptie van dode prooien en geen levende prooien.

Het aaseterendieet omvat afval: ontbindende groentedelen, zoals bladeren, wortels, takken en stammen of ook dode dieren, exoskeletten en skeletten.

-Derde trofisch niveau: ontleders

Net als de detritivoren van de vorige groep, werken de organismen van het derde trofische niveau in op ontbindend materiaal. Het zijn echter geen biologische entiteiten die elkaar overlappen, aangezien de functie van elk sterk varieert.

De belangrijkste functie van decomposers is de transformatie van organische materie in anorganische materie, waardoor de materiecyclus binnen ecosystemen wordt gesloten. Op deze manier hebben de groenten stof ter beschikking. De verantwoordelijken voor dit belangrijke laatste werk zijn bacteriën en schimmels.

Schimmels zijn organismen die enzymen afscheiden waarvan de substraten de organische stoffen zijn die hen omringen. Na enzymatische vertering kunnen schimmels de producten opnemen voor voedsel.

De meeste ontleders zijn microscopisch kleine agentia die we niet met het blote oog kunnen zien. Het belang ervan gaat echter verder dan zijn omvang, want als we alle ontbindende stoffen op de planeet zouden elimineren, zou het leven op aarde ophouden vanwege een tekort aan ingrediënten voor de vorming van nieuwe organische stoffen.

Voorbeelden

weide

Ons eerste voorbeeld betreft een weiland. Voor praktische doeleinden zullen we eenvoudige ketens gebruiken om aan te tonen hoe de trofische niveaus met elkaar verbonden zijn en hoe ze variëren afhankelijk van het ecosysteem. De lezer moet er echter rekening mee houden dat de echte keten complexer is en met meer deelnemers.

Gras en andere planten zouden het primaire producentenniveau vormen. De verschillende insecten die onze hypothetische weide bewonen (bijvoorbeeld een krekel) zullen de primaire gebruikers van het gras zijn.

De krekel wordt geconsumeerd door een secundaire consument, in ons voorbeeld zal het een klein knaagdier zijn. De muis zal op zijn beurt worden geconsumeerd door een tertiaire consument: een slang.

In het geval dat de weide wordt bewoond door een vleesetende vogel, zoals adelaars of uilen, zullen ze de muis opeten en optreden als quartaire consumenten.

Oceaan

Laten we nu dezelfde hypothetische redenering doen, maar in een aquatisch ecosysteem. In de oceaan is de primaire producent fytoplankton, dit zijn plantenorganismen die verspreid in het water leven. Dit laatste wordt geconsumeerd door de primaire consument, zoöplankton.

De verschillende vissoorten die in het ecosysteem leven, zullen de secundaire consumenten zijn.

Tertiaire consumenten die vis eten, kunnen zeehonden of een andere carnivoor zijn.

Onze ketting in de oceaan eindigt met een bekende quartaire consument: de witte haai, die zich zal voeden met het zegel van het vorige niveau.

Energieoverdracht tussen trofische niveaus

Als algemene regel is vastgesteld dat de netto energieoverdracht tussen elk van de trofische niveaus een maximale efficiëntie van slechts 10% bereikt, en in de volksmond bekend staat als de "10% -regel". Deze benadering kan echter binnen elke gemeenschap aanzienlijk verschillen.

Dit betekent dat van de totale energie die door herbivoren wordt opgeslagen, het slechts 10% vertegenwoordigt van de totale energie die in de primaire producent zat die ze verbruikten. Op dezelfde manier vinden we bij secundaire verbruikers 10% van de energie opgeslagen door primaire verbruikers.

Als we het in kwantitatieve termen willen zien, overweeg dan het volgende voorbeeld: stel dat we 100 calorieën aan zonne-energie hebben die worden opgevangen door fotosynthetische organismen. Hiervan gaan slechts 10 calorieën naar herbivoren en slechts 1 naar carnivoren.

Voedselketens zijn niet eenvoudig

Als we aan voedselketens denken, kunnen we aannemen dat de niveaus waaruit ze bestaan, zijn gerangschikt in lineaire sets, perfect van elkaar gescheiden. In de natuur vinden we echter dat één niveau interageert met verschillende niveaus, waardoor de keten eruitziet als een netwerk.

Voedselketens zijn kort

Als we naar voedselketens kijken, zullen we ons realiseren dat ze uit slechts een paar niveaus bestaan ​​- de meeste uit vijf schakels of minder. Sommige speciale ketens, zoals in het Antarctische netwerk, hebben meer dan zeven schakels.

Daarom hebben onderzoekers het bestaan ​​van enkele trofische niveaus in twijfel getrokken. De hypothesen die relevant zijn voor het onderwerp zijn de volgende:

Energiehypothese

Er zijn twee hypothesen om deze beperking in lengte te verklaren. De eerste is de zogenaamde "energiehypothese", waarbij de belangrijkste beperking van de keten de inefficiëntie van de energietransmissie van het ene niveau naar het andere is. Op dit punt is het de moeite waard om de 10% -hypothese te onthouden die in de vorige paragraaf werd genoemd.

Als we de vorige hypothese aannemen, zouden we moeten ontdekken dat in ecosystemen met een hoge primaire productiviteit door de fotosynthetische organismen in het gebied, de ketens langer zijn, aangezien de energie waarmee het begint groter is.

Dynamische stabiliteitshypothese

De tweede hypothese heeft betrekking op dynamische stabiliteit en stelt voor dat de ketens kort zijn omdat ze een grotere stabiliteit vertonen dan de langere ketens. Als er een abrupte populatiefluctuatie optreedt in de lagere niveaus, kunnen we lokaal uitsterven of afnemen van de bovenste trofische niveaus vinden.

In omgevingen die meer vatbaar zijn voor omgevingsvariabiliteit, moeten roofdieren van een hoger niveau de plasticiteit hebben om nieuwe prooien te vinden. En hoe langer de ketting, hoe moeilijker het systeem zal herstellen.

Bewijs

Rekening houdend met de gegevens die door de onderzoekers zijn verzameld, lijkt de meest waarschijnlijke hypothese de energiehypothese te zijn. Door middel van manipulatie-experimenten is geconcludeerd dat de primaire productiviteit proportioneel de lengte van de voedselketen beïnvloedt.

Referenties

1. Curtis, H., & Barnes, NS (1994). Uitnodiging voor biologie. Macmillan.
2. Levin, SA, Carpenter, SR, Godfray, HCJ, Kinzig, AP, Loreau, M., Losos, JB,… & Wilcove, DS (Eds.). (2009). De Princeton-gids voor ecologie. Princeton University Press.
3. Maynard-Smith, J. (1978). Modellen in ecologie. CUP Archief.
4. Parga, ME en Romero, RC (2013). Ecologie: impact van huidige milieuproblemen op gezondheid en milieu. Ecoe Editions.
5. Reece, JB, Urry, LA, Cain, ML, Wasserman, SA, Minorsky, PV, & Jackson, RB (2014). Campbell Biology. Pearson.
6. Rockwood, LL (2015). Inleiding tot populatie-ecologie. John Wiley & Sons.