Ruokaverkko

Ruokaverkko koostuu kaikista yhden ekosysteemin ravintoketjuista. Jokainen ekosysteemin eliö on osa useita ravintoketjuja. Jokainen ravintoketju on yksi mahdollinen reitti, jota energia ja ravinteet voivat kulkea kulkiessaan ekosysteemissä. Kaikki ekosysteemin toisiinsa liittyvät ja päällekkäiset ravintoketjut muodostavat ravintoverkon.
Trofiatasot
Ravintoverkoissa olevat eliöt ryhmitellään luokkiin, joita kutsutaan trofiatasoiksi. Karkeasti ottaen nämä tasot jaetaan tuottajiin (ensimmäinen trofiataso), kuluttajiin ja hajottajiin (viimeinen trofiataso).
Tuottajat
Tuottajat muodostavat ensimmäisen trofiatason. Tuottajat, joita kutsutaan myös autotrofeiksi, valmistavat itse ruokansa eivätkä ole riippuvaisia muista organismeista ravinnon saamiseksi. Useimmat autotrofit käyttävät fotosynteesiksi kutsuttua prosessia luodakseen ravintoa (glukoosiksi kutsuttua ravintoainetta) auringonvalosta, hiilidioksidista ja vedestä.
Kasvit ovat tunnetuin autotrofinen laji, mutta niitä on monia muitakin. Levät, joiden suurempia muotoja kutsutaan merileviksi, ovat autotrofisia. Myös fytoplankton, meressä elävät pikkuruiset organismit, ovat autotrofeja. Jotkin bakteerityypit ovat autotrofisia. Esimerkiksi aktiivisissa tulivuorissa elävät bakteerit käyttävät rikkiä, eivät hiilidioksidia, tuottaakseen omaa ravintoa. Tätä prosessia kutsutaan kemosynteesiksi.
Kuluttajat
Seuraavat trofiatasot koostuvat eläimistä, jotka syövät tuottajia. Näitä eliöitä kutsutaan kuluttajiksi.
Kuluttajat voivat olla lihansyöjiä (eläimiä, jotka syövät muita eläimiä) tai kaikkiruokaisia (eläimiä, jotka syövät sekä kasveja että eläimiä). Kaikkiruokaiset, kuten ihmisetkin, kuluttavat monenlaisia elintarvikkeita. Ihmiset syövät kasveja, kuten vihanneksia ja hedelmiä. Syömme myös eläimiä ja eläintuotteita, kuten lihaa, maitoa ja munia. Syömme sieniä, kuten sieniä. Syömme myös leviä, joita ovat syötävät merilevät, kuten nori (jota käytetään sushirullien kääreenä) ja merisalaatti (jota käytetään salaateissa). Myös karhut ovat kaikkiruokaisia. Ne syövät marjoja ja sieniä sekä eläimiä, kuten lohta ja peuroja.
Primäärikuluttajat ovat kasvinsyöjiä. Kasvinsyöjät syövät kasveja, leviä ja muita tuottajia. Ne ovat toisella trofiatasolla. Ruohoekosysteemissä peurat, hiiret ja jopa norsut ovat kasvinsyöjiä. Ne syövät ruohoja, pensaita ja puita. Aavikkoekosysteemissä hiiri, joka syö siemeniä ja hedelmiä, on ensisijainen kuluttaja.
Meriekosysteemissä monet kalatyypit ja kilpikonnat ovat kasvinsyöjiä, jotka syövät levää ja meriruohoa. Levämetsissä jättileviksi kutsutut merilevät tarjoavat suojaa ja ravintoa koko ekosysteemille. Merisiilit ovat voimakkaita pääkuluttajia levämetsissä. Nämä pienet kasvinsyöjät syövät päivittäin kymmeniä kiloja jättilevää.
Toissijaiset kuluttajat syövät kasvinsyöjiä. Ne ovat kolmannella trofiatasolla. Aavikkoekosysteemissä toissijainen kuluttaja voi olla käärme, joka syö hiiren. Levämetsässä merisaukot ovat toissijaisia kuluttajia, jotka metsästävät merisiilejä.
Tertiääriset kuluttajat syövät sekundäärisiä kuluttajia. Ne ovat neljännellä trofiatasolla. Aavikkoekosysteemissä pöllö tai kotka voi saalistaa käärmettä.
Kuluttajatasoja voi olla useampia, ennen kuin ketju lopulta saavuttaa huippupedon. Huippupedot, joita kutsutaan myös huippupedoiksi, syövät muita kuluttajia. Ne voivat olla neljännellä tai viidennellä trofiatasolla. Niillä ei ole muita luonnollisia vihollisia kuin ihminen. Leijonat ovat huippupetoja laidunmaiden ekosysteemissä. Valtameressä valkohain kaltaiset kalat ovat huippupetoja. Aavikolla ilvekset ja vuoristoleijonat ovat huippupetoja.
Detritivorit ja hajottajat
Detritivorit ja hajottajat muodostavat ravintoketjujen viimeisen osan. Detritivorit ovat eliöitä, jotka syövät elottomia kasvien ja eläinten jäänteitä. Esimerkiksi haaskalinnut, kuten korppikotkat, syövät kuolleita eläimiä. Lantakuoriaiset syövät eläinten ulosteita.
Hajottajat, kuten sienet ja bakteerit, täydentävät ravintoketjun. Hajottajat muuttavat orgaaniset jätteet, kuten mätänevät kasvit, epäorgaanisiksi aineiksi, kuten ravinteikkaaksi maaperäksi. Ne täydentävät elämän kiertokulkua palauttamalla ravinteita maaperään tai valtameriin autotrofisten käyttöön. Näin käynnistyy kokonaan uusi ravintoketjujen sarja.
Ruokaketjut
Ruokaverkot yhdistävät monia eri ravintoketjuja ja monia eri trofiatasoja. Ravintoverkot voivat tukea pitkiä ja monimutkaisia tai hyvin lyhyitä ravintoketjuja.
Esimerkiksi ruoho metsäaukealla tuottaa omaa ravintoa fotosynteesin avulla. Jänis syö ruohoa. Kettu syö jäniksen. Kun kettu kuolee, hajottajat, kuten madot ja sienet, hajottavat sen ruumiin ja palauttavat sen takaisin maaperään, josta se tarjoaa ravinteita ruohon kaltaisille kasveille.
Tämä lyhyt ravintoketju on yksi osa metsän ravintoverkkoa. Toisessa ravintoketjussa samassa ekosysteemissä saattaa olla mukana aivan muita eliöitä. Toukka saattaa syödä metsässä olevan puun lehtiä. Lintu, kuten varpunen, voi syödä toukkaa. Käärme voi sitten saalistaa varpusen. Kotka, huippupetoja, voi saalistaa käärmeen. Toinen lintu, haaskalintu, syö kuolleen kotkan ruumiin. Lopuksi maaperän bakteerit hajottavat jäännökset.
Meriekosysteemeissä levät ja plankton ovat tärkeimmät tuottajat. Pienet katkaravut, joita kutsutaan krilleiksi, syövät mikroskooppista planktonia. Maapallon suurin eläin, sinivalas, saalistaa päivittäin tuhansia tonneja krilliä. Huippupedot, kuten valaat, saalistavat sinivalaita. Kun suurten eläinten, kuten valaiden, ruumiit vajoavat merenpohjaan, matojen kaltaiset detritiiviset eläimet hajottavat materiaalin. Hajoavasta lihasta vapautuvat ravinteet tarjoavat kemikaaleja leville ja planktonille, jotka käynnistävät uuden ravintoketjun.
Biomassa
Ruokaverkot määritellään niiden biomassan perusteella. Biomassa on elävien organismien sisältämää energiaa. Autotrofiset eliöt, ravintoverkon tuottajat, muuttavat auringon energian biomassaksi. Biomassa vähenee jokaisella trofiatasolla. Alemmilla trofiatasoilla on aina enemmän biomassaa kuin ylemmillä tasoilla.
Koska biomassa vähenee jokaisella trofiatasolla, terveessä ravintoverkossa on aina enemmän autotrofeja kuin kasvinsyöjiä. Kasvinsyöjiä on enemmän kuin lihansyöjiä. Ekosysteemi ei voi ylläpitää suurta määrää kaikkiruokaisia ilman, että se ylläpitää vielä suurempaa määrää kasvinsyöjiä ja vielä suurempaa määrää autotrofeja.
Terveessä ravintoverkossa on runsaasti autotrofeja, paljon kasvinsyöjiä ja suhteellisen vähän lihansyöjiä ja kaikkiruokaisia. Tämä tasapaino auttaa ekosysteemiä ylläpitämään ja kierrättämään biomassaa.
Ravintoverkon jokainen lenkki on yhteydessä vähintään kahteen muuhun. Ekosysteemin biomassa riippuu siitä, kuinka tasapainoinen ja kytkeytynyt sen ravintoverkko on. Kun yksi ravintoverkon lenkki on uhattuna, jotkin tai kaikki muut linkit heikkenevät tai kärsivät. Ekosysteemin biomassa vähenee.
Kasvien häviäminen johtaa yleensä esimerkiksi kasvinsyöjäkannan vähenemiseen. Kasvilajisto voi vähentyä kuivuuden, tautien tai ihmisen toiminnan vuoksi. Metsiä hakataan, jotta saadaan puutavaraa rakentamiseen. Niittyjä päällystetään ostoskeskusten tai parkkipaikkojen vuoksi.
Toisen tai kolmannen trofiatason biomassan väheneminen voi myös horjuttaa ravintoverkon tasapainoa. Miettikää, mitä voi tapahtua, jos lohijuoksu ohjataan muualle. Lohijoki on joki, jossa lohet uivat. Maanvyöryt ja maanjäristykset sekä patojen ja patoesteiden rakentaminen voivat ohjata lohijokia.
Biomassaa menetetään, kun lohet katkaistaan joista. Koska karhut eivät voi syödä lohta, kaikkiruokaisten eläinten, kuten karhujen, on pakko turvautua entistä enemmän muihin ravinnonlähteisiin, kuten muurahaisiin. Alueen muurahaiskanta pienenee. Muurahaiset ovat yleensä haaskaeläimiä ja detritivoreja, joten maaperässä hajoaa vähemmän ravinteita. Maaperä ei pysty ylläpitämään yhtä paljon autotrofeja, joten biomassa häviää. Lohet itse ovat hyönteisten toukkien ja pienempien kalojen saalistajia. Ilman lohia, jotka pitävät lohikannan kurissa, vesihyönteiset voivat tuhota paikallisia kasviyhteisöjä. Vähemmän kasveja jää eloon, ja biomassa häviää.
Korkeamman trofiatason eliöiden, kuten lihansyöjien, häviäminen voi myös häiritä ravintoketjua. Levämetsissä merisiilit ovat levän ensisijainen kuluttaja. Merisaukot saalistavat siilejä. Jos merisaukkokanta pienenee tautien tai metsästyksen vuoksi, siilit tuhoavat levämetsän. Tuottajayhteisön puuttuessa biomassa romahtaa. Koko levämetsä katoaa. Tällaisia alueita kutsutaan siilikasvustoalueiksi.
Inhimillinen toiminta voi vähentää petoeläinten määrää. Vuonna 1986 Venezuelan viranomaiset patosivat Caroni-joen ja loivat valtavan järven, joka on noin kaksi kertaa Rhode Islandin kokoinen. Sadat kukkulan laet muuttuivat saariksi tässä järvessä. Kun niiden elinympäristö kutistui pieniksi saariksi, monet maaeläinten petoeläimet eivät pystyneet löytämään riittävästi ravintoa. Tämän seurauksena saaliseläimet, kuten ulvova apina, lehtileikkuri-muurahaiset ja iguaanit, kukoistivat. Muurahaisia tuli niin paljon, että ne tuhosivat sademetsän tappaen kaikki puut ja muut kasvit. Caroni-jokea ympäröivä ravintoverkko tuhoutui.
Bioakkumulaatio
Biomassa vähenee trofiatasoilla ylöspäin siirryttäessä. Kuitenkin tietyntyyppiset aineet, erityisesti myrkylliset kemikaalit, lisääntyvät ravintoverkon jokaisella trofiatasolla. Nämä kemikaalit kerääntyvät yleensä eläinten rasvaan.
Kun kasvinsyöjä syö esimerkiksi torjunta-aineiden peittämää kasvia tai muuta autotrofista kasvia, nämä torjunta-aineet varastoituvat eläimen rasvaan. Kun lihansyöjä syö useita tällaisia kasvinsyöjiä, se ottaa saaliiseensa varastoituneita torjunta-ainekemikaaleja. Tätä prosessia kutsutaan bioakkumulaatioksi.
Biokertymistä tapahtuu myös vesiekosysteemeissä. Kaupunkialueilta tai maatiloilta tulevat hulevedet voivat olla täynnä epäpuhtauksia. Pienet tuottajat, kuten levät, bakteerit ja meriruoho, imevät itseensä pieniä määriä näitä saasteita. Ensisijaiset kuluttajat, kuten merikilpikonnat ja kalat, syövät meriruohoa. Ne käyttävät kasvien tarjoamaa energiaa ja ravinteita, mutta varastoivat kemikaalit rasvakudokseensa. Kolmannen trofiatason saalistajat, kuten hait tai tonnikalat, syövät kalat. Kun ihmiset syövät tonnikalaa, se saattaa varastoida huomattavan määrän bioakkumuloituneita myrkkyjä.
Bioakkumulaation vuoksi joissakin saastuneissa ekosysteemeissä eläviä organismeja ei ole turvallista syödä, eikä niitä saa pyytää. Esimerkiksi Yhdysvaltojen New Yorkin satamassa olevat osterit ovat vaarallisia syödä. Sataman saasteet kerääntyvät sen osteriin, jotka ovat suodatinsyöjiä.
1940- ja 1950-luvuilla DDT-nimistä torjunta-ainetta (diklooridifenyylitrikloorietaani) käytettiin laajalti tauteja levittävien hyönteisten tappamiseen. Toisen maailmansodan aikana liittoutuneet käyttivät DDT:tä lavantaudin hävittämiseen Euroopassa ja malarian torjuntaan Etelä-Tyynenmeren alueella. Tutkijat uskoivat löytäneensä ihmelääkkeen. DDT oli suurelta osin vastuussa malarian hävittämisestä muun muassa Taiwanista, Karibialta ja Balkanilta.
Pahanlaatuista on, että DDT bioakkumuloituu ekosysteemissä ja aiheuttaa vahinkoa ympäristölle. DDT kertyy maaperään ja veteen. Jotkin DDT:n muodot hajoavat hitaasti. Madot, ruohot, levät ja kalat keräävät DDT:tä. Huippupetojen, kuten kotkien, elimistössä oli suuria määriä DDT:tä, joka oli kertynyt kaloista ja pienistä nisäkkäistä, joita ne saalistivat.
Linnut, joiden elimistössä oli suuria määriä DDT:tä, munivat munia, joilla oli erittäin ohut kuori. Nämä kuoret rikkoutuivat usein ennen kuin linnunpoikaset olivat valmiita kuoriutumaan.
DDT oli merkittävä syy kalasääsken, huippupedon, joka syö pääasiassa kaloja ja pieniä jyrsijöitä, taantumiseen. Nykyään DDT:n käyttöä on rajoitettu. Ravintoverkot, joiden osa se on, ovat elpyneet useimmissa osissa maata.