שרשרת מזון: אלמנטים, פירמידת המזון ודוגמאות - ביולוגיה - 2025

מזון או טרופי שרשרת היא ייצוג גרפי של קשרים המרובים קיימים, במונחים של האינטראקציות הצריכות בין המינים השונים כי הם חלק מקהילה.

שרשראות המזון משתנות באופן נרחב, תלוי במערכת האקולוגית שנלמדה ומורכבות מהרמות הטרופיות השונות שקיימות בה. הבסיס של כל רשת נוצר על ידי היצרנים הראשיים. אלה מסוגלים לפוטוסינתזה, ללכוד אנרגיה סולארית.

מקור: Roddelgado, מתוך ויקימדיה Commons

רמות רצופות של השרשרת מורכבות מאורגניזמים הטרוטרופיים. אוכלי עשב צורכים את הצמחים, ואלה צורכים על ידי טורפים.

פעמים רבות מערכות היחסים ברשת אינן לינאריות לחלוטין שכן בחלק מהמקרים לבעלי החיים יש תזונה נרחבת. טורף, למשל, יכול להאכיל מקרניבורים ועשבי עשב.

אחד המאפיינים הבולטים ביותר של רשתות המזון הוא חוסר היעילות שאנרגיה עוברת ממדרגה אחת לרמה אחרת. חלק גדול מכך אבוד בצורה של חום, ורק כעשרה% עוברים. מסיבה זו, לא ניתן להרחיב את רשתות המזון ולרב-שכבתי.

מאיפה האנרגיה באה?

כל הפעילויות שהאורגניזמים מבצעים דורשות אנרגיה - החל מתנועה, בין אם דרך מים, יבשה או אוויר, להובלת מולקולה, ברמת התא.

כל האנרגיה הזו מגיעה מהשמש. האנרגיה הסולארית שמקרינה ללא הפסקה לכדור הארץ, הופכת לתגובות כימיות המזינות חיים.

בדרך זו, המולקולות הבסיסיות ביותר המאפשרות חיים מתקבלות מהסביבה בצורה של חומרים מזינים. בניגוד לחומרים מזינים כימיים, הנמצאים בשימור.

לכן, ישנם שני חוקים בסיסיים השולטים על זרימת האנרגיה במערכות אקולוגיות. הראשון קובע כי אנרגיה עוברת מקהילה אחת לשנייה בשתי מערכות אקולוגיות דרך זרימה רציפה שהולכת לכיוון אחד בלבד. יש צורך להחליף את האנרגיה של מקור השמש.

החוק השני קובע כי חומרים מזינים עוברים ברציפות מחזורים ומשמשים שוב ושוב בתוך אותה מערכת אקולוגית, וגם ביניהם.

שני החוקים מווסתים את מעבר האנרגיה ומעצבים את רשת האינטראקציות המורכבת הקיימת בין אוכלוסיות, בין קהילות ובין ישויות ביולוגיות אלה עם סביבתם האביוטית.

אלמנטים שמרכיבים את זה

מקור: המפקח הוויקימוני. מחבר: Evamaria1511

בדרך כללית מאוד, יצורים אורגניים מסווגים לפי האופן בו הם משיגים אנרגיה להתפתחות, תחזוקה ושכפול, לאוטרוטרופים והטרוטרופים.

אוטוטרופים

הקבוצה הראשונה, האוטוטרופים, כוללת אנשים המסוגלים לקחת אנרגיה סולארית ולהפוך אותה לאנרגיה כימית המאוחסנת במולקולות אורגניות.

במילים אחרות, אוטוטרופים אינם צריכים לצרוך מזון בכדי לשרוד, מכיוון שהם מסוגלים לייצר אותו. הם מכונים לעתים קרובות גם "מפיקים".

הקבוצה הידועה ביותר של אורגניזמים אוטוטרופיים הם צמחים. עם זאת, קבוצות אחרות קיימות גם, כמו אצות וכמה חיידקים. אלה כוללים את כל המכונות המטבוליות הדרושות לביצוע תהליכי פוטוסינתזה.

השמש, מקור האנרגיה שמאציל את כדור הארץ, פועלת על ידי מיזוג אטומי מימן ליצירת אטומי הליום ומשחררת כמויות אדירות של אנרגיה בתהליך.

רק חלק קטן מהאנרגיה הזו מגיע לכדור הארץ, כגלים אלקטרומגנטיים של חום, אור וקרינה אולטרה סגולה.

במונחים כמותיים, חלק גדול מהאנרגיה שמגיעה לכדור הארץ משתקף על ידי האטמוספירה, העננים ומשטח האדמה.

לאחר אירוע קליטה זה, כ -1% מאנרגיית השמש נשארים זמינים. מתוך הכמות הזו שמצליחה להגיע לכדור הארץ, צמחים ואורגניזמים אחרים מצליחים לתפוס 3%.

הטרוטרופים

הקבוצה השנייה מורכבת מאורגניזמים הטרוטרופיים. הם אינם מסוגלים לפוטוסינתזה, ועליהם לחפש באופן פעיל את מזונם. לכן, בהקשר של רשתות מזון, הם נקראים צרכנים. נראה בהמשך כיצד הם מסווגים.

האנרגיה שהיצרנים הבודדים הצליחו לאגור עומדת לרשות אורגניזמים אחרים המרכיבים את הקהילה.

מפרקים

ישנם אורגניזמים המהווים, באופן דומה, את "החוטים" של השרשראות הגביעיות. אלה הם המפרקים או אוכלי הפסולת.

המפרקים מורכבים מקבוצה הטרוגנית של בעלי חיים קטנים ומפגינים שחיים בסביבות בהן מצטבר פסולת תכופה, כמו עלים הנושרים לאדמה וגוויות.

בין האורגניזמים הבולטים ביותר שאנו מוצאים: תולעי אדמה, קרדית, שרירנים, פרוטסטים, חרקים, סרטנים המכונים פשפשים, נמטודות ואפילו נשרים. למעט חוליית החוליות המעופפת הזו, שאר האורגניזמים שכיחים למדי בפקדי פסולת.

תפקידה במערכת האקולוגית מורכב ממיצוי האנרגיה המאוחסנת בחומר אורגני מת, והפרשתו במצב מתקדם יותר של פירוק. מוצרים אלה משמשים מזון לאורגניזמים אחרים המתפרקים. כמו פטריות, בעיקר.

פעולת הפירוק של סוכנים אלה חיונית בכל המערכות האקולוגיות. אם היינו מחסלים את כל המפרקים, הייתה לנו הצטברות פתאומית של גוויות וחומר אחר.

מלבד העובדה שהחומרים התזונתיים המאוחסנים בגופים אלה יאבדו, לא ניתן היה להזין את האדמה. לפיכך, פגיעה באיכות האדמה תגרום לירידה דרסטית בחיי הצומח ותביא לסיום רמת הייצור הראשוני.

רמות גביעיות

בשרשראות המזון האנרגיה עוברת מדרגה אחת לרמה אחרת. כל אחת מהקטגוריות שהוזכרו מהווה רמה גביעית. הראשון מורכב מכל המגוון הגדול של היצרנים (צמחים מכל הסוגים, ציאנובקטריה, בין היתר).

הצרכנים, לעומת זאת, תופסים כמה רמות גביעיות. אלו הניזונים באופן בלעדי מצמחים מהווים את המפלס הגביע השני ומכונים צרכנים ראשוניים. דוגמאות לכך הן כולן בעלי חיים עשבוניים.

הצרכנים המשניים מורכבים מקרניבורים - בעלי חיים שאוכלים בשר. מדובר בטורפים וטרפם הם בעיקר הצרכנים העיקריים.

לבסוף, קיימת רמה נוספת שנוצרת על ידי צרכנים שלישיים. הוא כולל קבוצות של בעלי חיים טורפים אשר טרפם הם בעלי חיים טורפים אחרים השייכים לצרכנים משניים.

דפוס רשת

רשתות מזון הן אלמנטים גרפיים המבקשים לתאר את יחסי המינים בקהילה ביולוגית, מבחינת התזונה שלהם. במונחים דידקטיים, רשת זו חושפת את "מי ניזון ממה ומי".

כל מערכת אקולוגית מציגה רשת מזון ייחודית, ושונה באופן דרסטי ממה שיכולנו למצוא בסוג אחר של מערכת אקולוגית. באופן כללי, שרשראות המזון נוטות להיות מסובכות יותר במערכות אקולוגיות מימיות מאשר באלה.

קורי מזון אינם לינאריים

אל לנו לצפות למצוא רשת אינטראקציות ליניארית, מכיוון שבטבע קשה מאוד להגדיר במדויק את הגבולות בין צרכנים ראשוניים, משניים וטריטריונים.

התוצאה של דפוס זה של אינטראקציות תהיה רשת עם חיבורים מרובים בין חברי המערכת.

לדוגמה, כמה דובים, מכרסמים ואפילו אנו בני האדם הם "אוכלי כל", מה שאומר שטווח האכלה רחב. למעשה, המונח הלטיני פירושו "מי אוכל הכל".

כך, קבוצת בעלי חיים זו יכולה להתנהג במקרים מסוימים כצרכן ראשוני, ובהמשך כצרכן משני, או להפך.

ממשיכים לשלב הבא, טורפים בדרך כלל ניזונים מצמחי מרפא או טורפים אחרים. לפיכך, הם יסווגו כצרכנים משניים ושלישוניים.

כדי להמחיש את הקשר הקודם, נוכל להשתמש ב ינשופים. בעלי חיים אלה הם צרכנים משניים כאשר הם ניזונים ממכרסמים עשבוניים קטנים. אבל, כאשר הם צורכים יונקים חסרי-חרדה, זה נחשב לצרכן שלישוני.

ישנם מקרים קיצוניים הנוטים לסבך את הרשת עוד יותר, למשל, צמחים טורפים. למרות היותם יצרנים, הם מסווגים גם כצרכנים, תלוי בטרף. אם זה היה עכביש, הוא היה הופך ליצרן וצרכן משני.

העברת אנרגיה

LadyofHats, מ- Wikimedia Commons

העברת אנרגיה למפיקים

מעבר האנרגיה מרמה גביעית אחת לאחרת הוא אירוע לא יעיל ביותר. זה הולך יד ביד עם חוק התרמודינמיקה הקובע כי השימוש באנרגיה לעולם אינו יעיל לחלוטין.

כדי להמחיש את העברת האנרגיה, ניקח כדוגמה אירוע בחיי היומיום: שריפת בנזין על ידי המכונית שלנו. בתהליך זה, 75% מהאנרגיה המשתחררת הולכת לאיבוד בצורה של חום.

אנו יכולים להחיש את אותו המודל לייצורים חיים. כאשר נשברים קשרי ATP לשימוש בכיווץ שרירים, נוצר חום כחלק מהתהליך. זהו דפוס כללי בתא, כל התגובות הביוכימיות מייצרות כמויות קטנות של חום.

העברת אנרגיה בין שאר הרמות

באופן דומה, העברת האנרגיה מרמה גביעית לרמה אחרת נעשית ביעילות נמוכה משמעותית. כאשר אוכלי עשב צורכים צמח, רק חלק מהאנרגיה שנתפס על ידי האוטוטרוף יכול לעבור לבעל החיים.

בתהליך השתמש הצמח בחלק מהאנרגיה בכדי לצמוח וחלק משמעותי אבד כחום. בנוסף, חלק מהאנרגיה מהשמש שימשה לבניית מולקולות שאינן ניתנות לעיכול או שמיש על ידי העשבייה, כמו תאית.

בעקבות אותה דוגמה, האנרגיה שרכשה האכילת עשב בזכות צריכת הצמח תחולק למספר אירועים בתוך האורגניזם.

חלק מזה ישמש לבניית חלקי החיה, למשל השלד הגזמי, במקרה שיהיה פרוקי רגליים. באותו אופן כמו ברמות הקודמות, אחוז גדול הולך לאיבוד תרמית.

הרמה הגביעית השלישית כוללת את האנשים אשר יצרכו את פרוקת הרגל ההיפותטית שלנו למעלה. אותה היגיון אנרגיה שהפעלנו בשני המפלסים העליונים, חל גם על רמה זו: חלק גדול מהאנרגיה הולכת לאיבוד כחום. תכונה זו מגבילה את האורך שהשרשרת יכולה לקחת.

פירמידה גביעית

פירמידה גביעית היא דרך מסוימת לייצוג גרפי של מערכות היחסים עליהן דיברנו בסעיפים הקודמים, לא עוד כרשת של חיבורים, אלא על ידי קיבוץ המפלסים השונים לשלבים של פירמידה.

יש לו את המוזרות של שילוב הגודל היחסי של כל מפלס גביע כמו כל מלבן בפירמידה.

בבסיס מיוצגים היצרנים הראשיים, וכשאנחנו מעלה את הגרף, שאר הרמות מופיעות בסדר עולה: צרכנים ראשוניים, משניים ושלישוניים.

על פי החישובים שבוצעו, כל שלב גבוה פי עשרה אם נשווה אותו עם הצעד העליון. חישובים אלה נגזרים מהכלל הידוע של 10%, שכן המעבר מדרגה לרמה אחרת מרמז על שינוי אנרגטי קרוב לערך זה.

לדוגמא, אם רמת האנרגיה המאוחסנת כביומסה היא 20,000 קילוקלוריות למ"ר לשנה, במפלס העליון היא תהיה 2,000, ב -200 הבאים, וכן הלאה עד שתגיע לצרכנים הרבעוניים.

האנרגיה שאינה משמשת בתהליכים המטבוליים של האורגניזמים, מייצגת את החומר האורגני שנזרק, או את הביומסה שנאגרת באדמה.

סוגי פירמידות גביעיות

ישנם סוגים שונים של פירמידות, תלוי במה מיוצג בה. זה יכול להיעשות מבחינת ביומסה, אנרגיה (כמו בדוגמה שהוזכרו), ייצור, מספר אורגניזמים, בין היתר.

דוגמא

שרשרת מזון מים מתוקים טיפוסית מתחילה בכמות העצומה של אצות ירוקות שחיות בה. רמה זו מייצגת את היצרן העיקרי.

הצרכן העיקרי בדוגמא ההיפותטית שלנו יהיה רכיכות. צרכנים משניים כוללים מינים של דגים הניזונים מפי רכיכות. לדוגמה, המין המפוסלים הדקיקים (Cottus cognatus).

הרמה האחרונה מורכבת מצרכנים שלישוניים. במקרה זה, הפיסול הדליל נצרך על ידי מין של סלמון: סלמון המלך או אונקורחינצ'וס טשאוויצ'ה.

אם נראה את זה מנקודת המבט של הרשת, ברמה הראשונית של היצרנים עלינו לקחת בחשבון, בנוסף לאצות ירוקות, כל המאטאטומים, אצות כחולות-ירוקות ואחרות.

כך, משולבים אלמנטים רבים יותר (מינים של סרטנים, מסתובבים ומינים רבים של דגים) ויוצרים רשת קשורה זו בזו.

הפניות

1. Audesirk, T., & Audesirk, G. (2003). ביולוגיה 3: אבולוציה ואקולוגיה. פירסון.
2. קמפוס-בדוללה, פ '(2002). ביולוגיה. לימוזה עריכה.
3. Lorencio, CG (2000). אקולוגיה קהילתית: הפרדיגמה של דגי מים מתוקים. אוניברסיטת סביליה.
4. Lorencio, CG (2007). התקדמות באקולוגיה: לקראת הכרת הטבע טוב יותר. אוניברסיטת סביליה.
5. מולינה, PG (2018). אקולוגיה ופירוש הנוף. מורה להכשרה.
6. Odum, EP (1959). יסודות האקולוגיה. חברת WB Saunders.