Táplálékháló

A táplálékháló egy ökoszisztéma összes táplálékláncából áll. Egy ökoszisztémában minden élőlény több tápláléklánc része. Az egyes táplálékláncok egy-egy lehetséges útvonalat jelentenek, amelyen az energia és a tápanyagok az ökoszisztémában való mozgásuk során végigmehetnek. Egy ökoszisztémában az összes összekapcsolt és egymást átfedő tápláléklánc egy táplálékhálót alkot.
Trófikus szintek
A táplálékhálóban lévő organizmusokat trofikus szinteknek nevezett kategóriákba sorolják. Nagyjából ezek a szintek termelőkre (első trofikus szint), fogyasztókra és lebontókra (utolsó trofikus szint) oszthatók.
Termelők
A termelők alkotják az első trofikus szintet. A termelők, más néven autotrófok, maguk állítják elő táplálékukat, és táplálkozásuk nem függ más szervezetektől. A legtöbb autotróf élőlény a fotoszintézis nevű folyamatot használja arra, hogy a napfényből, szén-dioxidból és vízből táplálékot (egy glükóz nevű tápanyagot) hozzon létre.
A növények a legismertebb autotróf típusok, de sok más típus is létezik. Az algák, amelyek nagyobb formáit hínárként ismerjük, autotrófok. A fitoplankton, az óceánban élő apró organizmusok szintén autotrófok. A baktériumok egyes típusai is autotrófok. Az aktív vulkánokban élő baktériumok például nem szén-dioxidot, hanem ként használnak fel saját táplálékuk előállításához. Ezt a folyamatot kemoszintézisnek nevezik.
Fogyasztók
A következő trofikus szinteket olyan állatok alkotják, amelyek megeszik a termelőket. Ezeket az élőlényeket nevezzük fogyasztóknak.
A fogyasztók lehetnek húsevők (más állatokat fogyasztó állatok) vagy mindenevők (növényeket és állatokat egyaránt fogyasztó állatok). A mindenevők, mint az emberek is, sokféle élelmiszert fogyasztanak. Az emberek növényeket, például zöldségeket és gyümölcsöket esznek. Emellett állatokat és állati termékeket is fogyasztunk, például húst, tejet és tojást. Gombákat is eszünk, például gombákat. Algákat is eszünk, olyan ehető tengeri moszatokban, mint a nori (a sushi tekercsek csomagolásához használják) és a tengeri saláta (salátákhoz használják). A medvék is mindenevők. Bogyókat és gombákat esznek, valamint olyan állatokat, mint a lazac és a szarvas.
A főfogyasztók növényevők. A növényevők növényeket, algákat és más termelőket esznek. Ők a második trofikus szinten állnak. Egy füves ökoszisztémában a szarvasok, az egerek, sőt az elefántok is növényevők. Fűféléket, bokrokat és fákat esznek. Egy sivatagi ökoszisztémában az egér, amely magvakat és gyümölcsöket eszik, elsődleges fogyasztó.
Egy óceáni ökoszisztémában sokféle hal és teknős növényevő, amelyek algákat és tengeri füvet esznek. A hínárerdőkben az óriáshínárként ismert tengeri moszatok nyújtanak menedéket és táplálékot egy egész ökoszisztémának. A tengeri sünök erős elsődleges fogyasztók a hínárerdőkben. Ezek a kis növényevők naponta több tucat kilogrammnyi óriásmoszatot fogyasztanak el.
A másodlagos fogyasztók növényevő állatok. Ők a harmadik trofikus szinten helyezkednek el. Egy sivatagi ökoszisztémában másodlagos fogyasztó lehet egy kígyó, amely egeret eszik. A hínárerdőben a tengeri vidra másodlagos fogyasztó, amely tengeri sünre vadászik.
A harmadlagos fogyasztók megeszik a másodlagos fogyasztókat. Ők a negyedik trofikus szinten helyezkednek el. A sivatagi ökoszisztémában egy bagoly vagy sas zsákmányolhat egy kígyót.
A fogyasztóknak több szintje is lehet, mielőtt egy lánc végül eljut a legfőbb ragadozóhoz. A csúcsragadozók, más néven csúcsragadozók, más fogyasztókat esznek meg. Ők lehetnek a negyedik vagy ötödik trofikus szinten. Az emberen kívül nincsenek természetes ellenségeik. Az oroszlánok csúcsragadozók a füves ökoszisztémában. Az óceánban az olyan halak, mint a nagy fehér cápa, csúcsragadozók. A sivatagban a hiúzok és a hegyi oroszlánok a csúcsragadozók.
Detritivorok és bomlástermékek
A táplálékláncok utolsó részét a dezritivorok és a bomlástermékek alkotják. A detritivorok olyan szervezetek, amelyek élettelen növényi és állati maradványokat fogyasztanak. Például az olyan dögevők, mint a keselyűk, elhullott állatokat esznek. A trágyabogarak állati ürüléket esznek.
A bomlástermékek, mint például a gombák és a baktériumok, zárják le a táplálékláncot. A bomlástermékek szerves hulladékot, például a bomló növényeket szervetlen anyagokká, például tápanyagban gazdag talajjá alakítják. Befejezik az élet körforgását, tápanyagokat juttatva vissza a talajba vagy az óceánokba, hogy azokat az autotrófok felhasználhassák. Ez táplálékláncok egész sorát indítja el.
Táplálékláncok
A táplálékláncok sok különböző táplálékláncot és sok különböző trofikus szintet kapcsolnak össze. A táplálékláncok támogathatnak hosszú és bonyolult, vagy nagyon rövid táplálékláncokat.
Egy erdei tisztáson a fű például fotoszintézis útján termeli meg saját táplálékát. A nyúl megeszi a füvet. A róka megeszi a nyulat. Amikor a róka elpusztul, a bomlástermékek, például a férgek és a gombák lebontják a testét, és visszajuttatják a talajba, ahol tápanyagot biztosít a növények, például a fű számára.
Ez a rövid tápláléklánc az erdei táplálékhálózat egyik része. Egy másik tápláléklánc ugyanabban az ökoszisztémában teljesen más élőlényekből állhat. Egy hernyó megeheti az erdőben egy fa leveleit. Egy madár, például egy veréb megeheti a hernyót. Ezután egy kígyó zsákmányolhatja a verebet. Egy sas, egy csúcsragadozó, zsákmányolhatja a kígyót. Egy másik madár, a keselyű, elfogyasztja az elpusztult sas testét. Végül a talajban lévő baktériumok bontják le a maradványokat.
A tengeri ökoszisztémákban az algák és a plankton a fő termelők. A krillnek nevezett apró garnélarákok a mikroszkopikus planktont fogyasztják. A Föld legnagyobb állata, a kék bálna naponta több ezer tonna krillt zsákmányol. A csúcsragadozók, például az orkák a kék bálnákra vadásznak. Ahogy a nagytestű állatok, például a bálnák teste lesüllyed a tengerfenékre, a detritivorok, például a férgek lebontják az anyagot. A bomló hús által felszabaduló tápanyagok vegyi anyagokat biztosítanak az algák és a planktonok számára, amelyekkel a táplálékláncok új sorozatát indítják el.
Biomassza
A táplálékláncokat a biomassza határozza meg. A biomassza az élő szervezetekben lévő energia. Az autotrófok, a tápláléklánc termelői a napenergiát alakítják biomasszává. A biomassza minden egyes trofikus szinttel csökken. Az alacsonyabb trófaszinteken mindig több biomassza van, mint a magasabbakon.
Mivel a biomassza minden egyes trofikus szinten csökken, egy egészséges táplálékhálózatban mindig több az autotróf, mint a növényevő. Több növényevő van, mint húsevő. Egy ökoszisztéma nem tarthat fenn nagyszámú mindenevőt anélkül, hogy ne tartana fenn még több növényevőt, és még több autotrófot.
Egy egészséges táplálékhálóban rengeteg autotróf, sok növényevő, és viszonylag kevés húsevő és mindenevő él. Ez az egyensúly segíti az ökoszisztémát a biomassza fenntartásában és újrahasznosításában.
A táplálékháló minden egyes láncszeme legalább két másik láncszemhez kapcsolódik. Egy ökoszisztéma biomasszája attól függ, hogy mennyire kiegyensúlyozott és összekapcsolt a táplálékhálózata. Ha a táplálékhálózat egyik láncszeme veszélybe kerül, a láncszemek egy része vagy mindegyike meggyengül vagy stresszhelyzetbe kerül. Az ökoszisztéma biomasszája csökken.
A növényvilág elvesztése például általában a növényevő populáció csökkenéséhez vezet. A növényi élet csökkenhet aszály, betegség vagy emberi tevékenység miatt. Az erdőket kivágják, hogy faanyagot szolgáltassanak az építkezésekhez. A legelőket leaszfaltozzák bevásárlóközpontok vagy parkolók számára.
A második vagy harmadik trofikus szint biomasszájának csökkenése szintén kibillentheti a táplálékhálózat egyensúlyát. Gondoljunk csak bele, mi történhet, ha egy lazacfutást elterelnek. A lazacfolyó egy folyó, ahol lazacok úsznak. A lazacfutásokat földcsuszamlások és földrengések, valamint gátak és gátak építése is eltérítheti.
A lazacok kivágásával a folyókból biomassza vész el. Mivel nem tudnak lazacot enni, az olyan mindenevők, mint a medvék, kénytelenek nagyobb mértékben más táplálékforrásokra támaszkodni, mint például a hangyák. A terület hangyapopulációja csökken. A hangyák általában dögevők és detritivorok, így kevesebb tápanyagot bontanak le a talajban. A talaj nem képes annyi autotrófot eltartani, így a biomassza csökken. A lazacok maguk is a rovarlárvák és a kisebb halak ragadozói. Ha a lazacok nem tartják kordában a populációjukat, a vízi rovarok tönkretehetik a helyi növényközösségeket. Kevesebb növény marad életben, és a biomassza csökken.
A magasabb trofikus szinteken lévő szervezetek, például a húsevők elvesztése szintén megzavarhatja a táplálékláncot. A hínárerdőkben a tengeri sünök a hínár elsődleges fogyasztói. A tengeri vidrák a sünöket zsákmányolják. Ha a tengeri vidrapopuláció betegség vagy vadászat miatt csökken, a sünök tönkreteszik a moszaterdőt. A termelői közösség hiányában a biomassza csökken. A teljes hínárerdő eltűnik. Az ilyen területeket sünbarrénáknak nevezik.
Az emberi tevékenység csökkentheti a ragadozók számát. 1986-ban a venezuelai hatóságok felduzzasztották a Caroni folyót, és ezzel egy hatalmas, Rhode Island kétszer akkora tavat hoztak létre. Ebben a tóban hegycsúcsok százai váltak szigetekké. Mivel élőhelyük apró szigetekre zsugorodott, sok szárazföldi ragadozó nem talált elegendő táplálékot. Ennek eredményeként az olyan zsákmányállatok, mint az üvöltőmajmok, a levélvágó hangyák és a leguánok virágzásnak indultak. A hangyák annyira elszaporodtak, hogy elpusztították az esőerdőt, elpusztítva az összes fát és más növényt. A Caroni-folyót körülvevő táplálékhálózat megsemmisült.
Bioakkumuláció
A biomassza a trofikus szinteken felfelé haladva csökken. Egyes anyagtípusok, különösen a mérgező vegyi anyagok azonban a táplálékhálózat minden egyes trofikus szintjén növekednek. Ezek a vegyi anyagok általában az állatok zsírjában gyűlnek össze.
Amikor egy növényevő például olyan növényt vagy más autotrófot eszik, amelyet peszticidek borítanak, ezek a peszticidek az állat zsírjában tárolódnak. Amikor egy húsevő több ilyen növényevő állatot eszik meg, a zsákmányában tárolt növényvédőszer-kémiai anyagokat veszi magához. Ezt a folyamatot bioakkumulációnak nevezik.
A bioakkumuláció a vízi ökoszisztémákban is előfordul. A városi területekről vagy a mezőgazdasági üzemekből lefolyó víz tele lehet szennyező anyagokkal. Az olyan apró termelők, mint az algák, a baktériumok és a tengeri fű apró mennyiségeket vesznek fel ezekből a szennyező anyagokból. Az elsődleges fogyasztók, például a tengeri teknősök és a halak, megeszik a tengeri füvet. Felhasználják a növények által biztosított energiát és tápanyagokat, de a vegyi anyagokat a zsírszövetükben tárolják. A harmadik trofikus szinten lévő ragadozók, mint például a cápák vagy a tonhalak, megeszik a halakat. Mire a tonhalat az emberek elfogyasztják, már jelentős mennyiségű bioakkumulált toxint tárolhat.
A bioakkumuláció miatt egyes szennyezett ökoszisztémákban élő szervezetek fogyasztása nem biztonságos, és nem szabad őket betakarítani. Az Egyesült Államok New York-i kikötőjében lévő osztrigákat például nem biztonságos megenni. A kikötőben lévő szennyező anyagok felhalmozódnak a szűrő táplálékot adó osztrigákban.
Az 1940-es és 1950-es években széles körben használták a DDT (diklór-difenil-triklóretán) nevű növényvédő szert a betegségeket terjesztő rovarok irtására. A második világháború alatt a szövetségesek a DDT-t a tífusz felszámolására használták Európában, és a malária megfékezésére a Csendes-óceán déli részén. A tudósok azt hitték, hogy felfedezték a csodaszert. A DDT nagymértékben felelős volt a malária felszámolásáért olyan helyeken, mint Tajvan, a Karib-tenger és a Balkán.
Szomorú, hogy a DDT bioakkumulálódik az ökoszisztémában, és kárt okoz a környezetben. A DDT felhalmozódik a talajban és a vízben. A DDT egyes formái lassan bomlanak le. A férgek, füvek, algák és halak felhalmozzák a DDT-t. A csúcsragadozók, például a sasok testében nagy mennyiségű DDT volt, amely az általuk zsákmányolt halakból és kisemlősökből halmozódott fel.
A nagy mennyiségű DDT-t tartalmazó madarak rendkívül vékony héjú tojásokat raknak. Ezek a héjak gyakran összetörtek, mielőtt a madárfiókák készen álltak volna a kikelésre.
A DDT volt az egyik fő oka a kopaszsas, egy csúcsragadozó, amely elsősorban halakkal és kis rágcsálókkal táplálkozik, visszaszorulásának. Ma már korlátozzák a DDT használatát. A táplálékhálózatok, amelyeknek része, az ország legtöbb részén helyreálltak.