Википедија

Trofički nivo

положај организма у ланцу исхране

Trofički nivo organizma je položaj koji on zauzima u spletu lanaca ishrane (mreži ishrane). Lanac ishrane je hijerarhijska shema organizama koji jedu druge organizme, a koje zauzvrat mogu treži organizmi da pojedu. Trofički nivo organizma je broj koraka od početka lanca do organizma. Mreža ishrane započinje od trofičkog nivoa 1 sa primarnim proizvođačima kao što su biljke, može se nastaviti u biljojede na nivou 2, mesoždere na nivou 3 ili višim i obično završava s vršnim (apeks) predatorima na nivou 4 ili 5. Put duž lanca može formirati ili jednosmerni tok ili isprepletanu „mrežu“ ishrane. Ekološke zajednice s većom biološkom raznolikošću karakterišu složeniji trofički putevi.

Prvi trofički nivo. Zelene biljke na bali i alge u jezeru primarni su proizvođači . Oni uzimaju hranljive sastojke iz zemlje ili vode i proizvode sopstvenu hranu fotosintezom, koristeći energiju sunca.

Reč trofički potiče od grčke τροφη (trophe) koja se odnosi na hranu ili ishranu. [1]

Istorija uredi

Koncept trofičkog nivoa razvio je Rejmond Lindeman 1942. godine, zasnovano na terminologiji Augusta Tienemana: „proizvođači“, „potrošači“ i „reduceri“ (modifikovani u „razgrađivače“ kod Lindemana). [2] [3]

Pregled koncepta uredi

Tri osnovna načina na koje organizmi dobijaju hranu su proizvođači, potrošači i razlagači.

  • Proizvođači (autotrofi) su tipično biljke ili alge. Biljke i alge obično ne jedu druge organizme, a hranjive materije uzimaju iz zemlje ili vodene sredine i proizvode sopstvenu hranu u procesu fotosinteze. Iz tog razloga se nazivaju primarnim proizvođačima. Na ovaj način, energija sunca obično pokreće osnovu lanca ishrane. [4] Izuzetak se dešava u dubokomorskim hidrotermalnim ekosistemima, gde nema sunčeve svetlosti. Ovde primarni proizvođači proizvode hranu kroz proces zvan hemosinteza. [5]
  • Potrošači (heterotrofi) su vrste koje ne mogu same da proizvode hranu i moraju da konzumiraju druge organizme. Životinje koje jedu primarne proizvođače (poput biljaka) nazivaju se biljojedi. Životinje koje jedu druge životinje nazivaju se mesojedima, a životinje koje jedu i biljne i druge životinje nazivaju svaštojedi.
  • Razgrađivači (detritivori) razgrađuju mrtve biljne i životinjske materije, kao i otpad, te ih ponovo kao energiju i hranljive sastojke otpuštaju u ekosistem. Razgrađivači, kao što su bakterije i gljive, hrane se otpadom i mrtvom materijom, pretvarajući ih u neorganska hemijska jedinjenja.

Trofički nivoi mogu biti predstavljeni brojevima, počevši od nivoa 1 sa primarnim proizvođačima. Dalji trofički nivoi se numerišu naknadno prema tome koliko je organizama duž lanca ishrane.

  • Nivo 1: Biljke i alge proizvode svoju hranu i nazivaju se (primarnim) proizvođačima.
  • Nivo 2: Biljojedi jedu biljke i nazivaju se primarnim potrošačima.
  • Nivo 3: Mesojedi koji jedu biljojede nazivaju se sekundarnim potrošačima.
  • Nivo 4: Mesojedi koji jedu druge mesoždere nazivaju se tercijarnim potrošačima.
  • Vršni (apeks) predatori po definiciji nemaju predatore i nalaze se na vrhu mreže ishrane.
  •  
    Drugi trofički nivo
    Zečevi jedu biljke na prvom trofičkom nivou, tako da su primarni potrošači.
  •  
    Treći trofički nivo
    Lisice jedu zečeve na drugom trofičkom nivou, tako da su sekundarni potrošači.
  •  
    Četvrti trofički nivo
    Zlatni orlovi jedu lisice na trećem trofičkom nivou, tako da su tercijarni potrošači.
  •  
    Dekompozitori
    Gljive na ovom drvetu se hrane mrtvom materijom, pretvarajući je nazad u hranljive materije koje primarni proizvođači mogu da koriste.

U ekosistemima u stvarnom svetu postoji više od jednog lanca ishrane za većinu organizama, pošto većina organizama jede više od jedne vrste hrane ili ih jede više od jedne vrste predatora. Dijagram koji prikazuje zamršenu mrežu lanaca ishrane koji se ukrštaju i preklapaju za ekosistem naziva se njegova mreža ishrane.[6] Razlagači se često izostavljaju iz mreže ishrane, ali ako su uključeni, označavaju kraj lanca ishrane.[6] Tako lanci ishrane počinju sa primarnim proizvođačima i završavaju se raspadanjem i razlagačima. Pošto razlagači recikliraju hranljive materije, ostavljajući ih tako da ih primarni proizvođači mogu ponovo koristiti, ponekad se smatra da zauzimaju sopstveni trofički nivo.[7][8]

Trofički nivo vrste može da varira ako ima izbor ishrane. Praktično sve biljke i fitoplankton su čisto fototrofni i nalaze se na tačno nivou 1.0. Mnogi crvi su na oko 2,1; insekti 2.2; meduza 3,0; ptice 3.6.[9] Jedna studija iz 2013. procenjuje prosečni trofički nivo ljudskih bića na 2,21, slično kao kod svinja ili inćuna.[10] Ovo je samo prosek, i očigledno su moderne i drevne ljudske navike u ishrani složene i veoma variraju. Na primer, tradicionalni eskim koji živi na ishrani koja se sastoji prvenstveno od foka bi imao trofički nivo od skoro 5.[11]

Efikasnost prenosa biomase uredi

 
Energetska piramida ilustruje koliko energije je potrebno dok teče nagore da bi se podržao sledeći trofički nivo. Samo oko 10% energije koja se prenosi između svakog trofičkog nivoa se pretvara u biomasu.

Generalno, svaki trofički nivo je povezan sa onim ispod sebe tako što apsorbuje deo energije koju troši, i na taj način se može smatrati da počiva na sledećem nižem trofičkom nivou ili ga podržava. Lanci ishrane se mogu dijagramski predstaviti da bi se ilustrovala količina energije koja se kreće sa jednog nivoa hranjenja na drugi u lancu ishrane. Ovo se zove energetska piramida. Energija koja se prenosi između nivoa se takođe može smatrati približnom prenosu biomase, tako da se energetske piramide takođe mogu posmatrati kao piramide biomase, zamišljajući količinu biomase koja nastaje na višim nivoima iz biomase koja se troši na nižim nivoima. Međutim, kada primarni proizvođači brzo rastu i brzo se troše, biomasa u svakom trenutku može biti niska; na primer, biomasa fitoplanktona (proizvođača) može biti niska u poređenju sa biomasom zooplanktona (potrošača) u istoj oblasti okeana.[12]

Efikasnost kojom se energija ili biomasa prenosi sa jednog trofičkog nivoa na drugi naziva se ekološka efikasnost. Potrošači na svakom nivou pretvaraju u proseku samo oko 10% hemijske energije u svojoj hrani u sopstveno organsko tkivo (zakon deset odsto). Iz tog razloga, lanci ishrane se retko protežu na više od 5 ili 6 nivoa. Na najnižem trofičkom nivou (dno lanca ishrane), biljke pretvaraju oko 1% sunčeve svetlosti koju primaju u hemijsku energiju. Iz ovoga sledi da je ukupna energija prvobitno prisutna u upadnoj sunčevoj svetlosti koja je konačno otelovljena u tercijarnom potrošaču oko 0,001%.[7]

Evolucija uredi

Broj trofičkih nivoa i složenost odnosa između njih evoluiraju kako se život diverzifikuje kroz vreme, izuzetak su povremeni događaji masovnog izumiranja.[13]

Frakcioni trofični nivoi uredi

 
Kitovi ubice (orke) su vršni predatori, ali su podeljeni u zasebne populacije koje love određeni plen, kao što su tuna, male ajkule i foke.

Mreže ishrane u velikoj meri definišu ekosisteme, a trofički nivoi definišu položaj organizama unutar mreža. Ali ovi trofički nivoi nisu uvek jednostavni celi brojevi, jer se organizmi često hrane na više od jednog trofičkog nivoa.[14][15] Na primer, neki mesožderi jedu i biljke, a neke biljke su mesožderi. Veliki mesožder može jesti i manje mesoždere i biljojede; mačak jede zečeve, ali planinski lav jede i risove i zečeve. Životinje takođe mogu da jedu jedna drugu; žaba bik jede rakove, a rakovi jedu mlade žabe bikove. Navike hranjenja maloletne životinje i, kao posledica toga, njen trofički nivo, mogu se promeniti kako odrasta.

Naučnik u oblasti ribarstva Daniel Pauli postavlja vrednosti trofičkih nivoa na jedan kod biljaka i detritusa, dva kod biljojeda i detritojeda (primarni potrošači), tri kod sekundarnih potrošača itd. Definicija trofičkog nivoa, TL, za bilo koju vrstu potrošača je:[8]

 

gde je   delimični trofički nivo plena j, a   predstavlja frakcija j u ishrani od i. To jest, trofički nivo potrošača je jedan plus ponderisani prosek koliko različiti trofički nivoi doprinose njegovoj hrani.

U slučaju morskih ekosistema, trofički nivo većine riba i drugih morskih potrošača ima vrednost između 2,0 i 5,0. Gornja vrednost, 5,0, je neuobičajena, čak i za velike ribe,[16] iako se javlja kod vršnih predatora morskih sisara, kao što su polarni medvedi i orke.[17]

Pored opservacionih studija ponašanja životinja i kvantifikacije sadržaja životinjskog stomaka, trofički nivo se može kvantifikovati kroz analizu stabilnih izotopa životinjskih tkiva kao što su mišići, koža, kosa, koštani kolagen. To je zato što postoji konzistentno povećanje izotopskog sastava azota na svakom trofičkom nivou uzrokovano frakcionisanjem koje se javlja pri sintezi biomolekula; veličina ovog povećanja izotopskog sastava azota je približno 3–4‰.[18][19]

Reference uredi

  1. ^ „Definition of Trophic”. www.merriam-webster.com. Pristupljeno 2017-04-16. 
  2. ^ Lindeman, R. L. (1942). The trophic-dynamic aspect of ecology. Ecology 23: 399–418. link Arhivirano na sajtu Wayback Machine (29. март 2017).
  3. ^ Thienemann, A. 1926. Der Nahrungskreislauf im Wasser. Verh. deutsch. Zool. Ges., 31: 29-79, link. [Also at: Zool. Anz. Suppl., 2: 29-79.]
  4. ^ Science of Earth Systems. Cengage Learning. 2002. стр. 537. ISBN 978-0-7668-3391-3. 
  5. ^ van Dover, Cindy (2000). The Ecology of Deep-sea Hydrothermal Vents. Princeton University Press. стр. 399. ISBN 978-0-691-04929-8. 
  6. ^ а б Lisowski M, Miaoulis I, Cyr M, Jones LC, Padilla MJ, Wellnitz TR (2004) Prentice Hall Science Explorer: Environmental Science, Pearson Prentice Hall. ISBN 978-0-13-115090-4
  7. ^ a b American Heritage Science Dictionary, 2005. Houghton Mifflin Company.
  8. ^ a b Pauly, D.; Palomares, M. L. (2005). „Fishing down marine food webs: it is far more pervasive than we thought” (PDF). Bulletin of Marine Science. 76 (2): 197—211. Arhivirano iz originala (PDF) 2013-05-14. g. 
  9. ^ Biodiversity and Morphology: Table 3.5 in Fish on line, Version 3, August 2014. FishBase
  10. ^ Yirka, Bob (3. 12. 2013). „Eating up the world's food web and the human trophic level”. Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (51): 20617—20620. Bibcode:2013PNAS..11020617B. PMC 3870703  . PMID 24297882. doi:10.1073/pnas.1305827110  . 
  11. ^ Campbell, Bernard Grant (1995-01-01). Human Ecology: The Story of Our Place in Nature from Prehistory to the Present. str. 12. ISBN 9780202366609. 
  12. ^ Behrenfeld, Michael J. (2014). „Climate-mediated dance of the plankton”. Nature Climate Change. 4 (10): 880—887. Bibcode:2014NatCC...4..880B. doi:10.1038/nclimate2349. 
  13. ^ Sahney, S.; Benton, M.J. (2008). „Recovery from the most profound mass extinction of all time”. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences. 275 (1636): 759—65. PMC 2596898  . PMID 18198148. doi:10.1098/rspb.2007.1370. 
  14. ^ Odum, W. E.; Heald, E. J. (1975) "The detritus-based food web of an estuarine mangrove community". Pages 265–286 in L. E. Cronin, ed. Estuarine research. Vol. 1. Academic Press, New York.
  15. ^ Pimm, S. L.; Lawton, J. H. (1978). „On feeding on more than one trophic level”. Nature. 275 (5680): 542—544. Bibcode:1978Natur.275..542P. S2CID 4161183. doi:10.1038/275542a0. 
  16. ^ Cortés, E. (1999). „Standardized diet compositions and trophic levels of sharks”. ICES J. Mar. Sci. 56 (5): 707—717. doi:10.1006/jmsc.1999.0489  . 
  17. ^ Pauly, D.; Trites, A.; Capuli, E.; Christensen, V. (1998). „Diet composition and trophic levels of marine mammals”. ICES J. Mar. Sci. 55 (3): 467—481. doi:10.1006/jmsc.1997.0280  . 
  18. ^ Szpak, Paul; Orchard, Trevor J.; McKechnie, Iain; Gröcke, Darren R. (2012). „Historical Ecology of Late Holocene Sea Otters (Enhydra lutris) from Northern British Columbia: Isotopic and Zooarchaeological Perspectives”. Journal of Archaeological Science. 39 (5): 1553—1571. doi:10.1016/j.jas.2011.12.006. 
  19. ^ Gorlova, E. N.; Krylovich, O. A.; Tiunov, A. V.; Khasanov, B. F.; Vasyukov, D. D.; Savinetsk y, A. B. (mart 2015). „Stable-Isotope Analysis as a Method of Taxonomical Identification of Archaeozoological Material”. Archaeology, Ethnology and Anthropology of Eurasia. 43 (1): 110—121. doi:10.1016/j.aeae.2015.07.013. 

Spoljašnje veze uredi

 
Trofički nivo na Vikimedijinoj ostavi.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Трофички_ниво&oldid=24554355”