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2.3.1.1.4: Nahrungsketten und Nahrungsnetze - Biologie

2.3.1.1.4: Nahrungsketten und Nahrungsnetze - Biologie


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Trophische Interaktionen in einer Gemeinschaft können durch Diagramme dargestellt werden, die als bezeichnet werden Nahrungskette und Nahrungsnetze. Bevor wir diese Darstellungen im Detail diskutieren, müssen wir zunächst die Grundlagen der Energie besprechen. Energie fließt durch eine Gemeinschaft als Ergebnis trophischer Interaktionen.

Energie

Praktisch jede Aufgabe, die von lebenden Organismen ausgeführt wird, erfordert Energie. Im Allgemeinen, Energie ist definiert als die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten oder irgendeine Art von Veränderung herbeizuführen. Energie existiert in verschiedenen Formen. Beispiele umfassen Lichtenergie, kinetische Energie, Wärmeenergie, potentielle Energie und chemische Energie.

Wenn sich ein Objekt in Bewegung befindet, ist diesem Objekt Energie zugeordnet. Denken Sie an eine Abrissbirne. Selbst eine sich langsam bewegende Abrissbirne kann anderen Gegenständen großen Schaden zufügen. Energie, die mit bewegten Objekten verbunden ist, heißt kinetische Energie. Wärmeenergie ist die Bewegungsenergie in Gegenstand (alles, was Raum einnimmt und Masse hat) und gilt als eine Art kinetische Energie. Je wärmer die Substanz, desto schneller bewegen sich ihre Moleküle. Die schnelle Bewegung von Molekülen in der Luft, eine rasende Kugel und eine gehende Person haben alle kinetische Energie. Was nun, wenn dieselbe bewegungslose Abrissbirne mit einem Kran zwei Stockwerke über den Boden gehoben wird? Wenn sich die schwebende Abrissbirne nicht bewegt, ist damit Energie verbunden? Die Antwort ist ja. Die Energie, die zum Anheben der Abrissbirne benötigt wurde, ist nicht verschwunden, sondern wird nun aufgrund ihrer Lage und der auf sie wirkenden Schwerkraft in der Abrissbirne gespeichert. Diese Art von Energie heißt potenzielle Energie. Wenn der Ball fallen würde, würde die potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt, bis die gesamte potentielle Energie aufgebraucht war, wenn der Ball auf dem Boden ruhte. Abrissbirnen schwingen auch wie ein Pendel; Durch den Schwung ändert sich ständig die potentielle Energie (am höchsten Punkt des Schwungs) in die kinetische Energie (am höchsten am unteren Ende des Schwungs). Andere Beispiele für potentielle Energie sind die Energie von Wasser, das sich hinter einem Damm befindet, oder eine Person, die kurz vor einem Fallschirmsprung aus einem Flugzeug steht (Abbildung (PageIndex{a})).

Abbildung (PageIndex{a}): Stilles Wasser hat potentielle Energie; bewegtes Wasser, beispielsweise in einem Wasserfall oder einem schnell fließenden Fluss, hat kinetische Energie. (Credit „dam“: Änderung der Arbeit von „Pascal“/Flickr; Credit „waterfall“: Änderung der Arbeit von Frank Gualtieri)

Die potentielle Energie hängt nicht nur mit dem Ort der Materie zusammen, sondern auch mit der Struktur der Materie. Chemische Energie ist ein Beispiel für potentielle Energie, die in Molekülen gespeichert ist. Wenn Moleküle mit höherer Energie und weniger stabil reagieren, um Produkte zu bilden, die niedrigerer Energie und stabiler sind, wird diese gespeicherte Energie freigesetzt. Chemische Energie ist dafür verantwortlich, lebende Zellen mit Energie aus der Nahrung zu versorgen.

Um zu verstehen, wie Energie in und aus biologischen Systemen fließt, ist es wichtig, zwei der physikalischen Gesetze zu verstehen, die Energie bestimmen. Die erster Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Gesamtenergiemenge im Universum konstant und erhalten ist. Mit anderen Worten, es hat immer genau die gleiche Energiemenge im Universum gegeben und wird es immer geben. Energie existiert in vielen verschiedenen Formen. Nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik kann Energie von Ort zu Ort übertragen oder in verschiedene Formen umgewandelt, aber nicht erzeugt oder zerstört werden. Die Übertragungen und Umwandlungen von Energie finden ständig um uns herum statt. Glühbirnen wandeln elektrische Energie in Licht- und Wärmeenergie um. Gasöfen wandeln chemische Energie aus Erdgas in Wärmeenergie um. Pflanzen führen eine der biologisch nützlichsten Energieumwandlungen auf der Erde durch: die Umwandlung der Energie des Sonnenlichts in chemische Energie, die in biologischen Molekülen wie Zucker gespeichert ist (Abbildung (PageIndex{b})).

Abbildung (PageIndex{b}): Gezeigt werden einige Beispiele von Energie, die von einem System in ein anderes und von einer Form in eine andere übertragen und umgewandelt wird. Die Nahrung, die wir konsumieren, repräsentiert durch die Eistüte, versorgt unsere Zellen mit der chemischen Energie, die für die Ausführung von Körperfunktionen erforderlich ist. Diese kann in kinetische Energie (Bewegungsenergie) umgewandelt werden, die zum Fahrradfahren benötigt wird. Blätter betreiben Photosynthese und wandeln die Lichtenergie der Sonne in chemische Energie um. (Credit „Ice Cream“: Änderung der Arbeit von D. Sharon Pruitt; Credit „Kids“: Änderung der Arbeit von Max aus Providence; Credit „Blatt“: Änderung der Arbeit von Cory Zanker)

Die Herausforderung für alle lebenden Organismen besteht darin, Energie aus ihrer Umgebung in Formen zu gewinnen, die für zelluläre Arbeit nutzbar sind. Die Hauptaufgaben einer lebenden Zelle, Energie zu gewinnen, umzuwandeln und zu verwenden, um Arbeit zu verrichten, mögen einfach erscheinen. Allerdings ist die Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik erklärt, warum diese Aufgaben schwieriger sind, als sie erscheinen. Alle Energieübertragungen und -transformationen sind nie vollständig effizient. Bei jeder Energieübertragung geht ein Teil der Energie in unbrauchbarer Form verloren. In den meisten Fällen handelt es sich bei dieser Form um Wärmeenergie. Wenn beispielsweise eine Glühbirne eingeschaltet wird, geht ein Teil der Energie, die von elektrischer Energie in Lichtenergie umgewandelt wird, als Wärmeenergie verloren. Ebenso geht bei Stoffwechselreaktionen in Organismen ein Teil der Energie als Wärmeenergie verloren.

Der Begriff Ordnung und Unordnung bezieht sich auf den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Je mehr Energie ein System an seine Umgebung verliert, desto ungeordneter und zufälliger ist das System. Wissenschaftler bezeichnen das Maß der Zufälligkeit oder Unordnung innerhalb eines Systems als Entropie. Hohe Entropie bedeutet hohe Unordnung und niedrige Energie. Lebewesen sind hochgeordnet und erfordern einen konstanten Energieeintrag, um in einem Zustand niedriger Entropie gehalten zu werden.

Energiefluss

Zellen werden mit chemischer Energie betrieben, die hauptsächlich in Kohlenhydratmolekülen enthalten ist, und die Mehrheit dieser Moleküle wird durch einen Prozess hergestellt: Photosynthese. Bestimmte Organismen wandeln durch Photosynthese Sonnenenergie (Sonnenlicht) in chemische Energie um, die dann zum Aufbau von Kohlenhydratmolekülen verwendet wird (Abbildung (PageIndex{c})). Die Energie, die aus der Photosynthese gewonnen wird, gelangt kontinuierlich in die Gemeinschaften und wird von einem Organismus zum anderen übertragen. Daher liefert der Prozess der Photosynthese direkt oder indirekt den größten Teil der Energie, die von Lebewesen auf der Erde benötigt wird. Siehe Kohlenstoffkreislauf und Photosynthese in OpenStax Konzepte der Biologie Weitere Informationen zur Photosynthese.

Abbildung (PageIndex{c}): Die Photosynthese nutzt Sonnenenergie, Kohlendioxid und Wasser, um Sauerstoff freizusetzen und energiespeichernde Zuckermoleküle zu produzieren. Bild und Bildunterschrift von OpenStax (CC-BY). Kostenloser Zugang unter openstax.org.

Organismen, die Photosynthese betreiben (wie Pflanzen, Algen und einige Bakterien) und Organismen, die Zucker auf andere Weise synthetisieren, werden als . bezeichnet Hersteller. Ohne diese Organismen stünde anderen Lebewesen keine Energie zur Verfügung und kein Leben wäre möglich. Verbraucher, wie Tiere, Pilze und verschiedene Mikroorganismen sind entweder direkt oder indirekt von den Produzenten abhängig. Ein Reh gewinnt beispielsweise Energie, indem es Pflanzen frisst. Ein Wolf, der ein Reh frisst, bezieht Energie, die ursprünglich aus den von diesem Reh gefressenen Pflanzen stammt (Abbildung (PageIndex{d})). Mit dieser Argumentation können alle vom Menschen verzehrten Lebensmittel auf Produzenten zurückgeführt werden, die Photosynthese betreiben (Abbildung (PageIndex{e})).

Abbildung (PageIndex{d}): Die in Kohlenhydratmolekülen aus der Photosynthese gespeicherte Energie durchläuft die Nahrungskette. Das Raubtier, das diese Rehe frisst, erhält Energie, die aus der photosynthetischen Vegetation stammt, die das Reh konsumiert hat. (Kredit: Steve VanRiper, U.S. Fish and Wildlife Service)

Abbildung (PageIndex{e}): Letztendlich beziehen die meisten Lebensformen ihre Energie von der Sonne. Dieses Flussdiagramm zeigt Energie aus der Sonne, die von Erzeugern, wie Pflanzen, durch Photosynthese eingefangen wird. Die Energie wird an die Verbraucher der Erzeuger, wie beispielsweise Tiere, abgegeben. Energie kann direkt von den Erzeugern bezogen werden (Pflanzenfresser fressen Pflanzen) oder indirekt (Fleischfresser fressen Pflanzenfresser). Zersetzer zersetzen schließlich tote Organismen, einschließlich Pflanzen- und Tiermaterial, und tragen zum Nährstoffpool bei. Pilze und Bakterien sind Zersetzer und Würmer sind Detritivoren (nicht gezeigt). Bei jeder Energieübertragung geht ein Teil der Energie im System als Wärme verloren.

Verbraucher können danach klassifiziert werden, ob sie tierisches oder pflanzliches Material verzehren (Abbildung (PageIndex{f})). Verbraucher, die sich ausschließlich von Tieren ernähren, werden genannt Fleischfresser. Löwen, Tiger, Schlangen, Haie, Seesterne, Spinnen und Marienkäfer sind alle Fleischfresser. Pflanzenfresser sind Verbraucher, die sich ausschließlich von Pflanzenmaterial ernähren, und Beispiele sind Hirsche, Koalas, einige Vogelarten, Grillen und Raupen. Pflanzenfresser können weiter unterteilt werden in fruchtfresser (Fruchtfresser), Getreidefresser (Samenfresser), Nektofresser (Nektarspeiser) und Blätterfresser (Blattfresser). Berücksichtigt werden Verbraucher, die sowohl pflanzliches als auch tierisches Material verzehren Allesfresser. Menschen, Bären, Hühner, Kakerlaken und Krebse sind Beispiele für Allesfresser.

Abbildung (PageIndex{f}): Fleischfresser wie der Löwe (oben links) ernähren sich hauptsächlich von Fleisch. Der Marienkäfer (unten links) ist auch ein Fleischfresser, der kleine Insekten, Blattläuse genannt, verzehrt. Pflanzenfresser, wie das Maultierhirsch (Mitte) ernähren sich hauptsächlich von Pflanzenmaterial. Allesfresser wie Bär (oben rechts) und Krebse (unten rechts) fressen sowohl pflanzliche als auch tierische Nahrung. Löwe von Kevin Pluck; Marienkäfer von Jon Sullivan; Maultierhirsch von Bill Ebbesen; Bär von Dave Menke; Krebse von Jon Sullivan. Alles von OpenStax (CC-BY). Kostenloser Zugang unter openstax.org.

Tote Produzenten und Konsumenten werden aufgefressen von Detritivoren (die totes Gewebe aufnehmen) und Zersetzer (die diese Gewebe weiter in einfache Moleküle zerlegen, indem sie Verdauungsenzyme absondern). Wirbellose Tiere wie Würmer und Tausendfüßler sind Beispiele für Detritivoren, während Pilze und bestimmte Bakterien Beispiele für Zersetzer sind.

Nahrungskette

EIN Nahrungskette ist eine lineare Abfolge von Organismen, durch die Nährstoffe und Energie fließen, wenn ein Organismus einen anderen frisst. Jeder Organismus in einer Nahrungskette besetzt ein spezifisches trophische Ebene (Energieniveau), seine Position in der Nahrungskette. Die erste trophische Ebene in der Nahrungskette sind die Produzenten. Die Primärverbraucher (die Pflanzenfresser, die Produzenten fressen) sind die zweite trophische Ebene. Als nächstes kommen die Verbraucher auf höherer Ebene. Zu den Verbrauchern auf höherer Ebene gehören Sekundärverbraucher (dritte trophische Ebene), bei denen es sich in der Regel um Fleischfresser handelt, die die Hauptkonsumenten fressen, und tertiäre Verbraucher (vierte trophische Ebene), das sind Fleischfresser, die andere Fleischfresser fressen. In der Nahrungskette des Ontariosees, die in Abbildung (PageIndex{g}) dargestellt ist, ist der Chinook-Lachs der Spitzenverbraucher an der Spitze dieser Nahrungskette. Einige Gemeinschaften haben zusätzliche trophische Ebenen (quaternäre Verbraucher, Verbraucher fünfter Ordnung usw.). Schließlich bauen Detritivoren und Zersetzer tote und verwesende Organismen jeder trophischen Ebene ab. Es gibt einen einzigen Weg durch eine Nahrungskette.

Abbildung (PageIndex{g}): Dies sind die trophischen Ebenen einer Nahrungskette im Ontariosee an der Grenze zwischen den USA und Kanada. Energie und Nährstoffe fließen von den photosynthetischen Grünalgen (Produzenten) an der Basis zu den Hauptverbrauchern, die Mollusken oder Schnecken sind. Die Sekundärkonsumenten sind kleine Fische, die als schleimige Sculpin bezeichnet werden. Der tertiäre und Spitzenverbraucher ist Chinook-Lachs. Detritivoren und Zersetzer werden nicht gezeigt. (Kredit: Änderung der Arbeit durch National Oceanic and Atmospheric Administration/NOAA)

Ein wichtiger Faktor, der die Anzahl der Schritte in einer Nahrungskette begrenzt, ist die Energie. Nur etwa 10 % der Energie einer trophischen Ebene werden auf die nächste trophische Ebene übertragen. Dies liegt daran, dass aufgrund des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik während des Transfers zwischen trophischen Ebenen oder zu Zersetzern viel Energie als Wärme verloren geht. Somit ist nach vier bis sechs trophischen Energietransfers die in der Nahrungskette verbleibende Energiemenge möglicherweise nicht groß genug, um lebensfähige Populationen auf höheren trophischen Ebenen zu unterstützen (siehe auch Community Productivity and Transfer Efficiency).

Bestimmte Umweltgifte können sich auf dem Weg nach oben in der Nahrungskette anreichern, wobei die höchsten Konzentrationen bei den Spitzenverbrauchern auftreten, ein Prozess namens Biovergrößerung. Im Wesentlichen nimmt ein Spitzenverbraucher alle Giftstoffe auf, die sich zuvor in den Körpern der Organismen auf den unteren trophischen Ebenen angesammelt hatten. Dies erklärt, warum der häufige Verzehr bestimmter Fische wie Thunfisch oder Schwertfisch Ihre Exposition gegenüber Quecksilber, einem giftigen Schwermetall, erhöht.

Nahrungsnetze

Während Nahrungsketten einfach und leicht zu analysieren sind, gibt es ein Problem bei der Verwendung von Nahrungsketten zur Beschreibung der meisten Gemeinschaften. Selbst wenn alle Organismen in geeignete trophische Ebenen gruppiert sind, können einige dieser Organismen auf mehr als einer trophischen Ebene fressen. Darüber hinaus ernähren sich Arten von mehr als einer Art und werden von ihnen gefressen. Mit anderen Worten, das lineare Modell der trophischen Interaktionen, der Nahrungskette, ist eine hypothetische und zu vereinfachende Darstellung der Gemeinschaftsstruktur. Ein ganzheitliches Modell, das alle Interaktionen zwischen verschiedenen Arten und ihre komplexen miteinander verbundenen Beziehungen untereinander und mit der Umwelt umfasst, ist ein genaueres und anschaulicheres Modell. EIN Nahrungsnetz ist ein Konzept, das die multiplen trophischen Interaktionen zwischen den einzelnen Arten berücksichtigt (Abbildung (PageIndex{h}) und i).

Abbildung (PageIndex{h}): Dieses Nahrungsnetz zeigt die Interaktionen zwischen Organismen über trophische Ebenen hinweg. Pfeile zeigen von einem Organismus, der verbraucht wird, zu dem Organismus, der ihn verbraucht, und stellen die Energieübertragung dar. Die Erzeuger (Pflanzen) gewinnen Energie aus der Sonne. Die Ebene über den Produzenten zeigt die Primärkonsumenten, die die Produzenten essen. Einige Beispiele sind Eichhörnchen, Mäuse, Samen fressende Vögel und Käfer. Spinnen und Tausendfüßler fressen Käfer. Rotkehlchen fressen Käfer, Spinnen und Tausendfüßler und Kröten fressen Käfer und Tausendfüßler. Füchse fressen Eichhörnchen und Mäuse; Eulen fressen Eichhörnchen, Mäuse, Samen fressende Vögel und Rotkehlchen; und Schlangen fressen Mäuse, Samen fressende Vögel, Rotkehlchen, Tausendfüßler und Kröten. Einige Verbraucher befinden sich zwischen den trophischen Ebenen, weil sie eine Kombination aus primären, sekundären und/oder tertiären Verbrauchern essen. Alle Erzeuger und Verbraucher werden schließlich zur Nahrung für die Zersetzer (Pilze, Schimmel und Bakterien) und Detritivoren (Regenwürmer) im Boden, die unten in der Abbildung dargestellt sind. (Credit „Fox“: Änderung der Arbeit von Kevin Bacher, NPS; Credit „Eule“: Änderung der Arbeit von John und Karen Hollingsworth, USFWS; Credit „Snake“: Änderung der Arbeit von Steve Jurvetson; Credit „Robin“: Änderung von Werk von Alan Vernon; Kredit „Frosch“: Änderung des Werkes von Alessandro Catenazzi; Kredit „Spider“: Änderung des Werkes von „Sanba38″/Wikimedia Commons; Kredit „Tausendfüßler“: Änderung des Werkes von „Bauerph“/Wikimedia Commons; Kredit „Eichhörnchen“: Änderung der Arbeit von Dawn Huczek; Kredit „Maus“: Änderung der Arbeit von NIGMS, NIH; Kredit „Spatz“: Änderung der Arbeit von David Friel; Kredit „Käfer“: Änderung der Arbeit von Scott Bauer, USDA Agricultural Research Service; Credit „Pilze“: Änderung der Arbeit von Chris Wee; Credit „Mold“: Änderung der Arbeit von Dr. Lucille Georg, CDC; Credit „Earthworm“: Änderung der Arbeit von Rob Hille; Credit „Bakterien“: Änderung von Werk von Don Stalons, CDC)

Abbildung (PageIndex{i}): In diesem Nahrungsnetz kann jeder Organismus mehrere Nahrungsquellen haben oder von mehreren Arten gefressen werden. Phytoplankton sind die Primärproduzenten. Sie werden von Sandlanzen, Krill und Zooplankton verzehrt. Sandlanzen werden von Papageientauchern, Dreizehenmöwen und Kopffüßern verzehrt. Krill wird von der Sandlanze, Kopffüßern, Auklets und Lachs verzehrt. Zooplankton wird von Sandlanze, Krill, Auklets und Lachs konsumiert. Papageientaucher werden von Ratten und Möwen gefressen. Dreizehenmöwen werden von Ratten, Füchsen und Möwen gefressen. Kopffüßer werden von Papageientauchern und Möwen verzehrt. Auklets werden von Möwen und Füchsen gefressen. Lachs wird von Kopffüßern und Möwen verzehrt. Ratten werden von Füchsen und Möwen gefressen. Möwen werden von Füchsen gefressen. Detritivoren und Zersetzer werden nicht gezeigt. Bild von Mariana Ruiz Villarreal (LadyofHats) für die CK-12 Foundation (CC-BY-NC).

Die trophische Ebene jeder Art in einem Nahrungsnetz ist nicht unbedingt eine ganze Zahl. In Abbildung (PageIndex{i}) sind Phytoplankton die Primärproduzenten (trophische Ebene 1). Zooplankton ernährt sich nur von Phytoplankton und ist damit Hauptverbraucher (trophische Stufe 2). Die Bestimmung des trophischen Niveaus der anderen Arten ist komplexer. Krill frisst beispielsweise sowohl Phytoplankton als auch Zooplankton. Wenn Krill nur Phytoplankton frisst, wären sie Hauptkonsumenten (trophische Stufe 2). Würden sie nur Zooplankton essen, wären sie Zweitkonsumenten (Trophäenstufe 3). Da Krill beide konsumiert, beträgt ihre Trophäenstufe 2,5.

Gemeinschaftsproduktivität und Transfereffizienz

Die Geschwindigkeit, mit der Photosynthese-Produzenten Energie von der Sonne aufnehmen, wird genannt Bruttoprimärproduktivität. In einem Rohrkolben-Sumpf fangen Pflanzen nur 2,2% der Energie der Sonne ein, die sie erreicht. Drei Prozent der Energie werden reflektiert, weitere 94,8% werden zum Erhitzen und Verdampfen von Wasser innerhalb und um die Anlage verwendet. Allerdings steht nicht die gesamte von den Produzenten aufgenommene Energie den anderen Organismen im Nahrungsnetz zur Verfügung, da die Produzenten auch wachsen und sich vermehren müssen, was Energie verbraucht. Mindestens die Hälfte der 2,2 %, die von Rohrkolben-Sumpfpflanzen gefangen werden, wird verwendet, um den eigenen Energiebedarf der Pflanzen zu decken.

Nettoprimärproduktivität ist die Energie, die in den Erzeugern verbleibt, nachdem der Stoffwechselbedarf der Erzeuger und der Wärmeverlust berücksichtigt wurden. Die Nettoproduktivität steht dann den Primärkonsumenten auf der nächsten trophischen Ebene zur Verfügung. Eine Möglichkeit zur Messung der Nettoprimärproduktivität besteht darin, das auf einem m² produzierte Pflanzenmaterial zu sammeln und zu wiegen2 (ca. 10,7 ft2) von Land über ein bestimmtes Intervall. Ein Gramm Pflanzenmaterial (z. B. Stängel und Blätter), das größtenteils aus Kohlenhydrat-Cellulose besteht, liefert beim Verbrennen etwa 4,25 kcal Energie. Die Nettoprimärproduktivität kann von 500 kcal/m² reichen2/Jahr in der Wüste auf 15.000 kcal/m2/Jahr in einem tropischen Regenwald.

In einer Wassergemeinschaft in Silver Springs, Florida, betrug die Bruttoprimärproduktivität (von den Primärproduzenten akkumulierte Gesamtenergie) 20.810 kcal/m²2/yr (Abbildung (PageIndex{j})). Die Nettoprimärproduktivität (den Verbrauchern verfügbare Energie) betrug nur 7.632 kcal/m2/Jahr nach Berücksichtigung des Energieverlusts, da Wärme und Energie benötigt werden, um den Stoffwechselbedarf des Erzeugers zu decken.

Abbildung (PageIndex{j}): Der Energiefluss durch ein Quellökosystem in Silver Springs, Florida. Beachten Sie, dass die Energie mit jedem Anstieg des trophischen Levels abnimmt. Der Energiegehalt der Primärproduzenten (Bruttoproduktivität) beträgt 20.810 kcal/m2/Jahr Die Bruttoproduktivität der Primärverbraucher ist viel geringer, etwa 3.368 kcal/m2/Jahr Die Bruttoproduktivität von Sekundärverbrauchern beträgt 383 kcal/m2/Jahr, und die Bruttoproduktivität der tertiären Verbraucher beträgt nur 21 kcal/m2/Jahr Die Nettoproduktivität jeder trophischen Ebene ist geringer als die Bruttoproduktivität, da ein Teil der Energie zur Deckung des Stoffwechselbedarfs (Atmung) verwendet wird und ein Teil der Energie als Wärme verloren geht. Zum Beispiel betrug die Nettoproduktivität der Primärverbraucher 1.103 kcal/m2/Jahr, nur etwa ein Drittel der Bruttoproduktivität.

Nur ein Bruchteil der von einer trophischen Ebene aufgenommenen Energie wird in Biomasse aufgenommen, die sie der nächsten trophischen Ebene zur Verfügung stellt. Assimilation ist die Biomasse des gegenwärtigen trophischen Niveaus nach Berücksichtigung des Energieverlusts durch unvollständige Nahrungsaufnahme, der Energie, die zur Durchführung der Arbeit auf diesem trophischen Niveau verwendet wird, und der Energie, die als Abfall verloren geht. Eine unvollständige Nahrungsaufnahme bezieht sich auf die Tatsache, dass einige Verbraucher nur einen Teil ihrer Nahrung zu sich nehmen. Wenn ein Löwe zum Beispiel eine Antilope tötet, frisst er alles außer Fell und Knochen. Dem Löwen fehlt das energiereiche Knochenmark im Knochen, sodass der Löwe nicht alle Kalorien verwertet, die seine Beute liefern könnte. In Silver Springs nur 1103 kcal/m²2/Jahr von 7618 kcal/m21 Jahr Energie, die den Primärverbrauchern zur Verfügung steht, wurde in ihre Biomasse aufgenommen. (Die Transfereffizienz auf trophischer Ebene zwischen den ersten beiden trophischen Ebenen betrug etwa 14,8 Prozent.)

Die Wärmequelle eines Tieres beeinflusst seinen Energiebedarf. Ektothermen, wie Wirbellose, Fische, Amphibien und Reptilien, sind auf externe Quellen für die Körperwärme angewiesen und endotherme, wie Vögel und Säugetiere, sind auf intern erzeugte Wärme angewiesen. Im Allgemeinen benötigen Ektotherme weniger Energie, um ihren Stoffwechselbedarf zu decken als Endotherme, und daher müssen viele Endotherme häufiger essen als Ektotherme.

Die Ineffizienz der Energienutzung durch Endotherme hat weitreichende Auswirkungen auf die weltweite Nahrungsmittelversorgung. Es ist allgemein anerkannt, dass die Fleischindustrie große Mengen an Nutzpflanzen für die Viehfütterung verwendet, und da ein geringer Prozentsatz davon in Biomasse aufgenommen wird, geht ein Großteil der Energie aus der Tierfütterung verloren. Zum Beispiel kostet es etwa 1¢, um 1000 Kalorien (kcal) aus Mais oder Sojabohnen zu produzieren, aber ungefähr 0,19 $, um eine ähnliche Anzahl von Kalorien zu produzieren, die Rinder für den Verzehr von Rindfleisch anbauen. Der gleiche Energiegehalt von Milch von Rindern ist mit etwa 0,16 USD pro 1000 kcal ebenfalls teuer. Daher gibt es weltweit eine wachsende Bewegung, um den Verzehr von fleisch- und milchfreien Lebensmitteln zu fördern, damit weniger Energie für die Fütterung von Tieren für die Fleischindustrie verschwendet wird.


2.3.1.1.4: Nahrungsketten und Nahrungsnetze - Biologie

Jede lebende Pflanze und jedes Tier braucht Energie, um zu überleben. Pflanzen sind auf die Energie des Bodens, des Wassers und der Sonne angewiesen. Tiere sind auf Pflanzen sowie andere Tiere zur Energiegewinnung angewiesen.

In einem Ökosystem sind Pflanzen und Tiere aufeinander angewiesen, um zu leben. Wissenschaftler beschreiben diese Abhängigkeit manchmal anhand einer Nahrungskette oder eines Nahrungsnetzes.

Eine Nahrungskette beschreibt, wie sich verschiedene Organismen gegenseitig fressen, beginnend mit einer Pflanze und endend mit einem Tier. Sie könnten beispielsweise die Nahrungskette für einen Löwen so schreiben:

Der Löwe frisst das Zebra, das das Gras frisst. Hier noch ein Beispiel in Bildform:

Die Heuschrecke frisst Gras, der Frosch frisst die Heuschrecke, die Schlange frisst den Frosch und der Adler frisst die Schlange.

  • Produzenten - Pflanzen sind Produzenten. Denn sie produzieren Energie für das Ökosystem. Sie tun dies, weil sie durch Photosynthese Energie aus dem Sonnenlicht absorbieren. Auch sie brauchen Wasser und Nährstoffe aus dem Boden, aber Pflanzen sind der einzige Ort, an dem neue Energie gewonnen wird.
  • Verbraucher - Tiere sind Verbraucher. Denn sie produzieren keine Energie, sondern verbrauchen sie nur. Tiere, die Pflanzen fressen, werden als Primärkonsumenten oder Pflanzenfresser bezeichnet. Tiere, die andere Tiere fressen, werden als Sekundärkonsumenten oder Fleischfresser bezeichnet. Wenn ein Fleischfresser einen anderen Fleischfresser frisst, wird er als tertiärer Konsument bezeichnet. Einige Tiere spielen beide Rollen und essen sowohl Pflanzen als auch Tiere. Sie werden Allesfresser genannt.
  • Zersetzer - Zersetzer fressen zerfallende Materie (wie tote Pflanzen und Tiere). Sie helfen, Nährstoffe wieder in den Boden zu bringen, damit die Pflanzen sie essen können. Beispiele für Zersetzer sind Würmer, Bakterien und Pilze.

Kehren wir zu diesem Beispiel zurück:

Wie bereits erwähnt, stammt die gesamte Energie, die in der Nahrungskette erzeugt wird, von den Produzenten oder Pflanzen, die Sonnenlicht durch Photosynthese in Energie umwandeln. Der Rest der Nahrungskette verbraucht nur Energie. Wenn Sie sich also durch die Nahrungskette bewegen, steht immer weniger Energie zur Verfügung. Aus diesem Grund gibt es immer weniger Organismen, je weiter man in der Nahrungskette vordringt.

In unserem obigen Beispiel gibt es mehr Gras als Zebras und mehr Zebras als Löwen. Die Zebras und Löwen verbrauchen Energie beim Laufen, Jagen und Atmen.

Jeder Link ist wichtig

Glieder weiter oben in der Nahrungskette sind auf die unteren Glieder angewiesen. Auch wenn Löwen kein Gras fressen, würden sie ohne Gras nicht lange überleben, denn dann hätten die Zebras nichts zu fressen.

In jedem Ökosystem gibt es viele Nahrungsketten und im Allgemeinen sind die meisten Pflanzen und Tiere Teil mehrerer Ketten. Wenn Sie alle Ketten zusammenziehen, erhalten Sie ein Nahrungsnetz.


Beispiel für ein Nahrungsnetz

Nahrungsnetz

Ein Nahrungsnetz besteht aus allen Nahrungsketten in einem einzigen Ökosystem.

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Ein Nahrungsnetz besteht aus allen Nahrungsketten in einem einzigen Ökosystem. Jedes Lebewesen in einem Ökosystem ist Teil mehrerer Nahrungsketten. Jede Nahrungskette ist ein möglicher Weg, den Energie und Nährstoffe auf ihrem Weg durch das Ökosystem nehmen können. Alle miteinander verbundenen und sich überschneidenden Nahrungsketten in einem Ökosystem bilden ein Nahrungsnetz.

Organismen in Nahrungsnetzen werden in Kategorien eingeteilt, die als trophische Ebenen bezeichnet werden. Grob gesagt werden diese Ebenen in Produzenten (erste trophische Ebene), Verbraucher und Zersetzer (letzte trophische Ebene) unterteilt.

Produzenten bilden die erste trophische Ebene. Produzenten, auch Autotrophe genannt, stellen ihre Nahrung selbst her und sind zur Ernährung von keinem anderen Organismus abhängig. Die meisten Autotrophen verwenden einen Prozess namens Photosynthese, um Nahrung (ein Nährstoff namens Glukose) aus Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser herzustellen.

Pflanzen sind die bekannteste Art von Autotrophen, aber es gibt noch viele andere Arten. Algen, deren größere Formen als Algen bekannt sind, sind autotroph. Phytoplankton, winzige Organismen, die im Ozean leben, sind ebenfalls autotroph. Einige Arten von Bakterien sind autotroph. Bakterien, die in aktiven Vulkanen leben, verwenden beispielsweise Schwefel und nicht Kohlendioxid, um ihre eigene Nahrung zu produzieren. Dieser Vorgang wird Chemosynthese genannt.

Die nächsten trophischen Ebenen bestehen aus Tieren, die Produzenten fressen. Diese Organismen werden Verbraucher genannt.

Verbraucher können Fleischfresser (Tiere, die andere Tiere fressen) oder Allesfresser (Tiere, die sowohl Pflanzen als auch Tiere fressen) sein. Allesfresser verbrauchen wie Menschen viele Arten von Lebensmitteln. Menschen essen Pflanzen wie Gemüse und Obst. Wir essen auch Tiere und tierische Produkte wie Fleisch, Milch und Eier. Wir essen Pilze wie Pilze. Wir essen auch Algen in essbaren Algen wie Nori (zum Einwickeln von Sushi-Rollen) und Meersalat (verwendet in Salaten). Auch Bären sind Allesfresser. Sie fressen Beeren und Pilze sowie Tiere wie Lachs und Hirsch.

Primärkonsumenten sind Pflanzenfresser. Pflanzenfresser fressen Pflanzen, Algen und andere Produzenten. Sie befinden sich auf der zweiten trophischen Ebene. In einem Grasland-Ökosystem sind Hirsche, Mäuse und sogar Elefanten Pflanzenfresser. Sie fressen Gräser, Sträucher und Bäume. In einem Wüstenökosystem ist eine Maus, die Samen und Früchte frisst, ein Hauptkonsument.

In einem Ozeanökosystem sind viele Fisch- und Schildkrötenarten Pflanzenfresser, die Algen und Seegras fressen. In Seetangwäldern bieten Algen, die als Riesentang bekannt sind, Schutz und Nahrung für ein ganzes Ökosystem. Seeigel sind starke Hauptkonsumenten in Seetangwäldern. Diese kleinen Pflanzenfresser fressen jeden Tag Dutzende Kilogramm (Pfund) Riesentang.

Sekundärkonsumenten fressen Pflanzenfresser. Sie befinden sich auf der dritten trophischen Ebene. In einem Wüstenökosystem kann ein Sekundärkonsument eine Schlange sein, die eine Maus frisst. Im Seetangwald sind Seeotter Sekundärkonsumenten, die Seeigel jagen.

Tertiärkonsumenten essen die Sekundärkonsumenten. Sie befinden sich auf der vierten trophischen Ebene. Im Wüstenökosystem kann eine Eule oder ein Adler eine Schlange erbeuten.

Es kann mehr Verbraucher geben, bevor eine Kette endlich ihren Top-Räuber erreicht. Spitzenprädatoren, auch Spitzenprädatoren genannt, fressen andere Verbraucher. Sie können sich auf der vierten oder fünften trophischen Ebene befinden. Außer dem Menschen haben sie keine natürlichen Feinde. Löwen sind Spitzenprädatoren im Grünlandökosystem. Im Ozean sind Fische wie der Weiße Hai Spitzenprädatoren. In der Wüste sind Rotluchse und Berglöwen Top-Raubtiere.

Detritivoren und Zersetzer

Detritivoren und Zersetzer bilden den letzten Teil der Nahrungsketten. Detritivoren sind Organismen, die nicht lebende Pflanzen- und Tierreste fressen. Aasfresser wie Geier fressen beispielsweise tote Tiere. Mistkäfer fressen Tierkot.

Zersetzer wie Pilze und Bakterien vervollständigen die Nahrungskette. Zersetzer wandeln organische Abfälle wie verrottende Pflanzen in anorganische Materialien wie nährstoffreichen Boden um. Sie vervollständigen den Lebenszyklus und geben Nährstoffe an den Boden oder die Ozeane zurück, die von Autotrophen genutzt werden können. Damit beginnt eine ganz neue Reihe von Nahrungsketten.

Nahrungsnetze verbinden viele verschiedene Nahrungsketten und viele verschiedene trophische Ebenen. Nahrungsnetze können lange und komplizierte oder sehr kurze Nahrungsketten unterstützen.

Gras auf einer Waldlichtung produziert beispielsweise durch Photosynthese seine eigene Nahrung. Ein Kaninchen frisst das Gras. Ein Fuchs frisst das Kaninchen. Wenn der Fuchs stirbt, zersetzen Zersetzer wie Würmer und Pilze seinen Körper und geben ihn in den Boden zurück, wo er Pflanzen wie Gras mit Nährstoffen versorgt.

Diese kurze Nahrungskette ist ein Teil des Nahrungsnetzes des Waldes. An einer anderen Nahrungskette im gleichen Ökosystem können ganz andere Organismen beteiligt sein. Eine Raupe kann die Blätter eines Baumes im Wald fressen. Ein Vogel wie ein Spatz kann die Raupe fressen. Eine Schlange kann dann den Spatz jagen. Ein Adler, ein Spitzenprädator, kann die Schlange jagen. Ein weiterer Vogel, ein Geier, verzehrt den Körper des toten Adlers. Schließlich zersetzen Bakterien im Boden die Überreste.

Algen und Plankton sind die Hauptproduzenten in marinen Ökosystemen. Winzige Garnelen namens Krill fressen das mikroskopisch kleine Plankton. Das größte Tier der Erde, der Blauwal, erbeutet täglich Tausende Tonnen Krill. Spitzenprädatoren wie Orcas jagen Blauwale. Wenn die Körper großer Tiere wie Wale auf den Meeresboden sinken, zersetzen Detritivoren wie Würmer das Material. Die vom verrottenden Fleisch freigesetzten Nährstoffe liefern Chemikalien für Algen und Plankton, um eine neue Reihe von Nahrungsketten zu starten.

Nahrungsnetze werden durch ihre Biomasse definiert. Biomasse ist die Energie in lebenden Organismen. Autotrophs, die Produzenten in einem Nahrungsnetz, wandeln die Sonnenenergie in Biomasse um. Die Biomasse nimmt mit jeder trophischen Stufe ab. In niedrigeren trophischen Ebenen gibt es immer mehr Biomasse als in höheren.

Da die Biomasse mit jeder trophischen Stufe abnimmt, gibt es in einem gesunden Nahrungsnetz immer mehr Autotrophe als Pflanzenfresser. Es gibt mehr Pflanzenfresser als Fleischfresser. Ein Ökosystem kann keine große Anzahl von Allesfressern ernähren, ohne eine noch größere Anzahl von Pflanzenfressern und eine noch größere Anzahl von Autotrophen zu unterstützen.

Ein gesundes Nahrungsnetz hat eine Fülle von Autotrophen, vielen Pflanzenfressern und relativ wenigen Fleischfressern und Allesfressern. Dieses Gleichgewicht hilft dem Ökosystem, Biomasse zu erhalten und zu recyceln.

Jedes Glied in einem Nahrungsnetz ist mit mindestens zwei anderen verbunden. Die Biomasse eines Ökosystems hängt davon ab, wie ausgewogen und vernetzt sein Nahrungsnetz ist. Wenn eine Verbindung im Nahrungsnetz bedroht ist, werden einige oder alle Verbindungen geschwächt oder belastet. Die Biomasse der Ökosysteme nimmt ab.

Der Verlust an Pflanzenleben führt in der Regel zum Beispiel zu einem Rückgang der Pflanzenfresserpopulation. Das Pflanzenleben kann aufgrund von Dürre, Krankheiten oder menschlichen Aktivitäten zurückgehen. Wälder werden abgeholzt, um Bauholz zu liefern. Grasland wird für Einkaufszentren oder Parkplätze gepflastert.

Auch der Verlust von Biomasse auf der zweiten oder dritten trophischen Ebene kann ein Nahrungsnetz aus dem Gleichgewicht bringen. Überlegen Sie, was passieren kann, wenn ein Lachslauf umgeleitet wird. Ein Lachslauf ist ein Fluss, in dem Lachse schwimmen. Lachsläufe können durch Erdrutsche und Erdbeben sowie durch den Bau von Dämmen und Deichen abgelenkt werden.

Biomasse geht verloren, wenn Lachse aus den Flüssen geschnitten werden. Allesfresser wie Bären, die keinen Lachs essen können, sind gezwungen, sich stärker auf andere Nahrungsquellen wie Ameisen zu verlassen. Die Ameisenpopulation der Gegend schrumpft. Ameisen sind normalerweise Aasfresser und Detritivoren, sodass weniger Nährstoffe im Boden abgebaut werden. Der Boden kann nicht so viele Autotrophe aufnehmen, so dass Biomasse verloren geht. Lachse selbst sind Raubtiere von Insektenlarven und kleineren Fischen. Ohne Lachse, die ihre Population in Schach halten, können Wasserinsekten lokale Pflanzengemeinschaften zerstören. Weniger Pflanzen überleben und Biomasse geht verloren.

Ein Verlust von Organismen auf höheren trophischen Ebenen, wie etwa Fleischfressern, kann ebenfalls eine Nahrungskette unterbrechen. In Seetangwäldern sind Seeigel der Hauptverbraucher von Seetang. Seeotter jagen Seeigel. Wenn die Seeotterpopulation aufgrund von Krankheiten oder Jagd schrumpft, verwüsten Seeigel den Seetangwald. Mangels einer Erzeugergemeinschaft bricht die Biomasse ein. Der gesamte Seetangwald verschwindet. Solche Gebiete werden Seeigel-Öde genannt.

Menschliche Aktivitäten können die Zahl der Raubtiere reduzieren. 1986 stauten Beamte in Venezuela den Caroni River, wodurch ein riesiger See entstand, der etwa doppelt so groß ist wie Rhode Island. Hunderte von Hügeln wurden in diesem See zu Inseln. Da ihre Lebensräume auf winzige Inseln reduziert waren, konnten viele terrestrische Raubtiere genug Nahrung finden. Infolgedessen blühten Beutetiere wie Brüllaffen, Blattschneiderameisen und Leguane auf. Die Ameisen wurden so zahlreich, dass sie den Regenwald zerstörten und alle Bäume und andere Pflanzen töteten. Das Nahrungsnetz rund um den Caroni River wurde zerstört.

Die Biomasse nimmt ab, wenn Sie durch die trophischen Ebenen aufsteigen. Einige Arten von Materialien, insbesondere giftige Chemikalien, nehmen jedoch mit jeder trophischen Stufe im Nahrungsnetz zu. Diese Chemikalien sammeln sich normalerweise im Fett von Tieren.

Wenn ein Pflanzenfresser beispielsweise eine Pflanze oder eine andere autotrophe Pflanze frisst, die mit Pestiziden bedeckt ist, werden diese Pestizide im tierischen Fett gespeichert. Wenn ein Fleischfresser mehrere dieser Pflanzenfresser frisst, nimmt er die Pestizidchemikalien auf, die in seiner Beute gespeichert sind. Dieser Vorgang wird Bioakkumulation genannt.

Bioakkumulation findet auch in aquatischen Ökosystemen statt. Der Abfluss aus städtischen Gebieten oder landwirtschaftlichen Betrieben kann mit Schadstoffen gefüllt sein. Winzige Produzenten wie Algen, Bakterien und Seegras nehmen winzige Mengen dieser Schadstoffe auf. Primärkonsumenten wie Meeresschildkröten und Fische essen das Seegras. Sie nutzen die von den Pflanzen bereitgestellte Energie und Nährstoffe, speichern die Chemikalien jedoch in ihrem Fettgewebe. Raubtiere der dritten trophischen Ebene, wie Haie oder Thunfische, fressen die Fische. Wenn der Thunfisch von den Menschen verzehrt wird, kann er eine bemerkenswerte Menge an bioakkumulierten Toxinen speichern.

Aufgrund der Bioakkumulation sind Organismen in einigen verschmutzten Ökosystemen nicht sicher zu essen und dürfen nicht geerntet werden. Austern im Hafen des US-amerikanischen New York City zum Beispiel sind unsicher zu essen. Die Schadstoffe im Hafen sammeln sich in seinen Austern, einem Filtrierer.

In den 1940er und 1950er Jahren wurde ein Pestizid namens DDT (Dichlor-Diphenyl-Trichlorethan) häufig verwendet, um Insekten zu töten, die Krankheiten übertragen. Während des Zweiten Weltkriegs setzten die Alliierten DDT ein, um Typhus in Europa zu beseitigen und Malaria im Südpazifik zu kontrollieren. Wissenschaftler glaubten, ein Wundermittel entdeckt zu haben. DDT war maßgeblich für die Eliminierung von Malaria in Ländern wie Taiwan, der Karibik und dem Balkan verantwortlich.

Leider reichert sich DDT in einem Ökosystem an und schädigt die Umwelt. DDT reichert sich im Boden und im Wasser an. Einige Formen von DDT zersetzen sich langsam. Würmer, Gräser, Algen und Fische sammeln DDT an. Apex-Raubtiere wie Adler hatten hohe Mengen an DDT in ihrem Körper, angesammelt von den Fischen und kleinen Säugetieren, die sie jagen.

Vögel mit einem hohen DDT-Gehalt im Körper legen Eier mit extrem dünnen Schalen. Diese Schalen brachen oft, bevor die Babyvögel schlüpfen konnten.

DDT war einer der Hauptgründe für den Rückgang des Weißkopfseeadlers, eines Spitzenprädators, der sich hauptsächlich von Fischen und kleinen Nagetieren ernährt. Heute ist die Verwendung von DDT eingeschränkt. Die Nahrungsnetze, zu denen es gehört, haben sich in den meisten Teilen des Landes erholt.

Foto von James Abernethy

Aus für Blut
Eine der frühesten Beschreibungen von Nahrungsnetzen wurde von dem Wissenschaftler Al-Jahiz gegeben, der Anfang des 19. Jahrhunderts in Bagdad, Irak, arbeitete. Al-Jahiz schrieb über Mücken, die das Blut von Elefanten und Flusspferden jagen. Al-Jahiz verstand, dass Moskitos zwar andere Tiere jagten, aber auch Tiere wie Fliegen und kleine Vögel zum Opfer fielen.

Eine Million zu Eins
Marine Nahrungsnetze sind normalerweise länger als terrestrische Nahrungsnetze. Wissenschaftler schätzen, dass es bei einer Million Produzenten (Algen, Phytoplankton und Seegras) in einem Nahrungsnetz möglicherweise nur 10.000 Pflanzenfresser gibt. Ein solches Nahrungsnetz kann 100 Sekundärkonsumenten wie Thunfisch ernähren. Alle diese Organismen unterstützen nur einen Spitzenprädator, beispielsweise eine Person.

Verlorene Energie
Biomasse schrumpft mit jeder trophischen Stufe. Das liegt daran, dass zwischen 80% und 90% der Energie oder Biomasse eines Organismus als Wärme oder Abfall verloren geht. Ein Raubtier verbraucht nur die verbleibende Biomasse.


Nahrungsnetze vs. Nahrungsketten

Nahrungsnetze sind komplexer als Nahrungsketten, aber ebenso nützlich für das Verständnis der Prozesse ökologischer Gemeinschaften. Einige Nahrungsnetze mögen komplexer sein als andere, aber die Konzepte sind immer konstant. Ein Nahrungsnetz zeigt den Nährstofffluss zwischen verschiedenen Arten von Organismen, was uns helfen kann, die zuvor beschriebene Energieübertragung zu verstehen. Nahrungsnetze beginnen mit Autotrophen und setzen sich mit Heterotrophen fort, aber aufgrund ihrer Co-Abhängigkeit können Veränderungen im Überfluss einer Art von Organismen die anderen beeinflussen. Wenn beispielsweise die Menge an Phytoplankton plötzlich dramatisch zurückgehen würde, würde auch die Zahl der Heterotrophen, die auf das Phytoplankton als Nahrungsquelle angewiesen sind (bekannt als „Bottom-up“-Kontrolle der Nahrungsnetze).

Wenn Sie ein Nahrungsnetz untersuchen, können Sie beobachten, wie alle Nahrungsketten in einer Gemeinschaft interagieren. Wenn Sie eine einzelne Nahrungskette betrachten, können Sie den Weg sehen, auf dem Energie und Nährstoffe durch eine bestimmte Gemeinschaft weitergegeben werden. Da eine Nahrungskette viel einfacher ist als ein Nahrungsnetz, kann sie verwendet werden, um die Reaktion eines Ökosystems aufgrund von Veränderungen in der Population einer einzelnen Art vorherzusagen. Trophische Kaskaden sind eine Möglichkeit, anhand einer Nahrungskette Veränderungen in einem Ökosystem vorherzusagen. Eine trophische Kaskade tritt auf, wenn sich bei einer Art die Populationsgröße ändert, was zu Änderungen der Populationen anderer Arten innerhalb der Nahrungskette führt. Ein klassisches Beispiel für eine trophische Kaskade ist das Beispiel, das die Beziehung zwischen Orcas, Seeottern, Seeigeln und Seetangwäldern entlang der Küsten Alaskas beschreibt. Es wurde festgestellt, dass eine Zunahme der Raubwal-Prädation die Seeotterpopulationen drastisch reduzierte. Ohne eine starke Präsenz von Seeottern war die Prädation von Seeigeln gering, was zu einem erhöhten Pflanzenfresser in Seetangwäldern führte. Da Seeigel frei von erheblicher Prädation waren, wurden ganze Seetangwälder verzehrt, was zu unfruchtbaren Seeigeln führte, was letztendlich die gesamte Dynamik dieser Ökosysteme veränderte. Die Nutzung von Nahrungsnetzen zur Vorhersage von Veränderungen in Ökosystemen durch trophische Kaskaden ist unerlässlich, um die vollen Auswirkungen des Menschen auf die natürliche Welt zu verstehen. Sie können uns helfen, die beste Reaktion auf diese Kaskaden wie die oben beschriebene besser zu verstehen.


In der Natur sind die Nahrungsketten nicht so direkt, wie wir sie in unserer Diskussion gesehen haben. Die Nahrungsketten sind stark vernetzt (verbunden) und sehr kompliziert. In jedem Lebensraum kann es viele Arten von Tieren geben, die sich von den gleichen Pflanzen ernähren, und es kann viele Raubtiere geben, die sich von den gleichen Beutearten ernähren. Daher wird es in jedem Habitat mehrere Nahrungsketten geben. Diese Nahrungsketten sind miteinander verknüpft und bilden Nahrungsnetzwerke im Lebensraum.

Was ist ein Nahrungsnetz?

Ein Nahrungsnetz ist eine Art Nahrungsnetzwerk mit mehreren miteinander verbundenen Nahrungsketten in einem Lebensraum.


Schau das Video: Nahrungsketten und Nahrungsnetze - Grundlagen der Ökologie (Juli 2022).


Bemerkungen:

  1. Mackay

    Das Gleiche galt bereits in letzter Zeit bereits in letzter Zeit über

  2. Tariku

    Ich kann viel zu diesem Thema sprechen.

  3. Mugrel

    I agree, this remarkable opinion

  4. Radcliffe

    Wagen Sie es nur noch einmal, es zu schaffen!

  5. Mesrop

    Ja, das ist sicher, das Spam -Thema blüht und riecht :)



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