ห่วงโซ่อาหาร: องค์ประกอบปิรามิดอาหารและตัวอย่าง - ชีววิทยา - 2025

อาหารหรือโภชนาการห่วงโซ่คือการแสดงภาพของการเชื่อมต่อหลายที่มีอยู่ในแง่ของการปฏิสัมพันธ์ระหว่างการบริโภคชนิดต่าง ๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งของชุมชน

ห่วงโซ่อาหารแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับระบบนิเวศที่ศึกษาและประกอบด้วยระดับโภชนาการที่แตกต่างกันที่มีอยู่ในนั้น ฐานของแต่ละเครือข่ายเกิดจากผู้ผลิตหลัก สิ่งเหล่านี้มีความสามารถในการสังเคราะห์แสงจับพลังงานแสงอาทิตย์

ที่มา: Roddelgado จาก Wikimedia Commons

ระดับต่อเนื่องของห่วงโซ่ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน สัตว์กินพืชกินพืชและสัตว์กินเนื้อเหล่านี้บริโภค

หลายครั้งความสัมพันธ์ในเครือข่ายไม่ได้เป็นเชิงเส้นโดยสิ้นเชิงเนื่องจากในบางกรณีสัตว์เหล่านี้มีอาหารที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่นสัตว์กินเนื้อสามารถกินสัตว์กินเนื้อและสัตว์กินพืชได้

ลักษณะที่โดดเด่นที่สุดอย่างหนึ่งของห่วงโซ่อาหารคือความไม่มีประสิทธิภาพที่พลังงานส่งผ่านจากระดับหนึ่งไปอีกระดับ ส่วนใหญ่สูญหายไปในรูปของความร้อนและมีเพียง 10% เท่านั้นที่ผ่านไป ด้วยเหตุนี้ห่วงโซ่อาหารจึงไม่สามารถขยายและหลายระดับได้

พลังงานมาจากไหน?

กิจกรรมทั้งหมดที่สิ่งมีชีวิตดำเนินการต้องใช้พลังงานตั้งแต่การเคลื่อนไหวไม่ว่าจะเป็นทางน้ำทางบกหรือทางอากาศไปจนถึงการขนส่งโมเลกุลในระดับเซลล์

พลังงานทั้งหมดนี้มาจากดวงอาทิตย์ พลังงานแสงอาทิตย์ที่แผ่กระจายไปยังดาวเคราะห์โลกอย่างต่อเนื่องถูกเปลี่ยนเป็นปฏิกิริยาทางเคมีที่เลี้ยงชีวิต

ด้วยวิธีนี้โมเลกุลพื้นฐานที่สุดที่ช่วยให้ชีวิตได้รับจากสิ่งแวดล้อมในรูปของสารอาหาร ตรงกันข้ามกับสารอาหารทางเคมีซึ่งได้รับการอนุรักษ์

ดังนั้นจึงมีกฎพื้นฐานสองประการที่ควบคุมการไหลเวียนของพลังงานในระบบนิเวศ ประการแรกกำหนดว่าพลังงานจะส่งผ่านจากชุมชนหนึ่งไปยังอีกชุมชนหนึ่งในสองระบบนิเวศผ่านการไหลอย่างต่อเนื่องซึ่งไปในทิศทางเดียวเท่านั้น จำเป็นต้องเปลี่ยนพลังงานของแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์

กฎข้อที่สองระบุว่าสารอาหารผ่านวัฏจักรอย่างต่อเนื่องและถูกใช้ซ้ำ ๆ ภายในระบบนิเวศเดียวกันและระหว่างพวกมันด้วย

กฎหมายทั้งสองฉบับปรับเปลี่ยนเส้นทางของพลังงานและสร้างเครือข่ายปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนซึ่งมีอยู่ระหว่างประชากรระหว่างชุมชนและระหว่างหน่วยงานทางชีววิทยาเหล่านี้กับสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะสม

องค์ประกอบที่ประกอบขึ้น

ที่มา: Wikimedia commons ผู้แต่ง: Evamaria1511

โดยทั่วไปแล้วสิ่งมีชีวิตอินทรีย์จะถูกจำแนกตามวิธีที่พวกมันได้รับพลังงานเพื่อพัฒนาบำรุงรักษาและแพร่พันธุ์เป็นออโตโทรฟและเฮเทอโรโทรฟ

autotrophs

กลุ่มแรก autotrophs รวมถึงบุคคลที่สามารถรับพลังงานแสงอาทิตย์และเปลี่ยนเป็นพลังงานเคมีที่เก็บไว้ในโมเลกุลอินทรีย์

กล่าวอีกนัยหนึ่ง autotrophs ไม่จำเป็นต้องบริโภคอาหารเพื่อความอยู่รอดเนื่องจากสามารถสร้างมันได้ พวกเขามักเรียกกันว่า "ผู้ผลิต"

กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่รู้จักกันดีที่สุดคือพืช อย่างไรก็ตามยังมีกลุ่มอื่น ๆ เช่นสาหร่ายและแบคทีเรียบางชนิด สิ่งเหล่านี้มีกลไกการเผาผลาญทั้งหมดที่จำเป็นในการดำเนินกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่ให้พลังงานแก่โลกทำงานโดยการหลอมรวมอะตอมของไฮโดรเจนให้กลายเป็นอะตอมของฮีเลียมปล่อยพลังงานจำนวนมากในกระบวนการนี้

มีพลังงานเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้นที่มาถึงโลกเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของความร้อนแสงและรังสีอัลตราไวโอเลต

ในเชิงปริมาณพลังงานส่วนใหญ่ที่มาถึงโลกจะสะท้อนโดยชั้นบรรยากาศเมฆและพื้นผิวโลก

หลังจากเหตุการณ์การดูดกลืนพลังงานแสงอาทิตย์ยังคงมีอยู่ประมาณ 1% ในปริมาณนี้ที่เข้าถึงพื้นโลกพืชและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ สามารถจับได้ 3%

heterotrophs

กลุ่มที่สองประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกัน พวกมันไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้และต้องแสวงหาอาหารอย่างกระตือรือร้น ดังนั้นในบริบทของห่วงโซ่อาหารจึงเรียกว่าผู้บริโภค เราจะมาดูกันในภายหลังว่ามีการจัดประเภทอย่างไร

พลังงานที่ผู้ผลิตแต่ละรายจัดการเพื่อจัดเก็บนั้นอยู่ที่การกำจัดสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่ประกอบกันเป็นชุมชน

ตัวย่อยสลาย

มีสิ่งมีชีวิตที่ประกอบเป็น "เกลียว" ของโซ่โภชนาการในทำนองเดียวกัน สิ่งเหล่านี้คือตัวย่อยสลายหรือตัวกินเศษซาก

ผู้ย่อยสลายประกอบด้วยกลุ่มสัตว์ขนาดเล็กที่แตกต่างกันและกลุ่มโปรติสต์ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีการสะสมของเสียบ่อยๆเช่นใบไม้ที่ตกลงสู่พื้นและซากศพ

ในบรรดาสิ่งมีชีวิตที่โดดเด่นที่สุดที่เราพบ ได้แก่ ไส้เดือนตัวไรไมริพอดโปรติสต์แมลงกุ้งที่เรียกว่าเพลี้ยแป้งไส้เดือนฝอยและแม้แต่แร้ง ยกเว้นสัตว์มีกระดูกสันหลังที่บินได้นี้สิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ที่เหลือพบได้ทั่วไปในขยะ

บทบาทของมันในระบบนิเวศประกอบด้วยการดึงพลังงานที่เก็บไว้ในสารอินทรีย์ที่ตายแล้วออกมาขับออกไปในสถานะการสลายตัวขั้นสูงขึ้น ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตที่ย่อยสลายอื่น ๆ เช่นเดียวกับเห็ดเป็นหลัก

การย่อยสลายของสารเหล่านี้มีความจำเป็นในระบบนิเวศทั้งหมด หากเรากำจัดผู้ย่อยสลายทั้งหมดเราจะมีการสะสมของซากศพและสสารอื่น ๆ ในทันที

นอกจากสารอาหารที่เก็บไว้ในร่างกายเหล่านี้จะสูญเสียไปแล้วยังไม่สามารถหล่อเลี้ยงดินได้ ดังนั้นความเสียหายต่อคุณภาพของดินจะทำให้อายุพืชลดลงอย่างมากทำให้ระดับการผลิตขั้นต้นสิ้นสุดลง

ระดับชั้นอาหาร

ในห่วงโซ่อาหารพลังงานจะส่งผ่านจากระดับหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่ง แต่ละประเภทที่กล่าวถึงถือเป็นระดับโภชนาการ ประการแรกประกอบด้วยความหลากหลายของผู้ผลิต (พืชทุกชนิดไซยาโนแบคทีเรียและอื่น ๆ )

ในทางกลับกันผู้บริโภคครอบครองระดับโภชนาการหลายระดับ สิ่งที่กินพืชโดยเฉพาะจะสร้างระดับโภชนาการที่สองและเรียกว่าผู้บริโภคหลัก ตัวอย่างนี้คือสัตว์ที่กินพืชเป็นอาหารทั้งหมด

ผู้บริโภครองประกอบด้วยสัตว์กินเนื้อ - สัตว์ที่กินเนื้อสัตว์ สิ่งเหล่านี้เป็นสัตว์นักล่าและเหยื่อของพวกมันส่วนใหญ่เป็นผู้บริโภคหลัก

ในที่สุดก็มีอีกระดับหนึ่งที่เกิดจากผู้บริโภคระดับตติยภูมิ รวมถึงกลุ่มสัตว์กินเนื้อซึ่งเหยื่อเป็นสัตว์กินเนื้ออื่น ๆ ที่เป็นของผู้บริโภครอง

รูปแบบเครือข่าย

ห่วงโซ่อาหารเป็นองค์ประกอบกราฟิกที่พยายามอธิบายความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในชุมชนทางชีววิทยาในแง่ของอาหาร ในแง่การสอนเครือข่ายนี้แสดงให้เห็นว่า "ใครเลี้ยงอะไรหรือใคร"

ระบบนิเวศแต่ละแห่งนำเสนอเว็บอาหารที่ไม่เหมือนใครและแตกต่างอย่างมากจากสิ่งที่เราพบในระบบนิเวศประเภทอื่น โดยทั่วไปแล้วห่วงโซ่อาหารมักจะมีความซับซ้อนในระบบนิเวศทางน้ำมากกว่าในระบบนิเวศบนบก

ใยอาหารไม่เป็นเส้นตรง

เราไม่ควรคาดหวังว่าจะพบเครือข่ายเชิงเส้นของการโต้ตอบเนื่องจากโดยธรรมชาติแล้วการกำหนดขอบเขตระหว่างผู้บริโภคหลักรองและตติยภูมิเป็นเรื่องยากมาก

ผลลัพธ์ของรูปแบบการโต้ตอบนี้จะเป็นเครือข่ายที่มีการเชื่อมต่อหลายครั้งระหว่างสมาชิกของระบบ

ตัวอย่างเช่นหมีสัตว์ฟันแทะและแม้แต่มนุษย์เราก็เป็น "สัตว์กินพืชทุกชนิด" ซึ่งหมายความว่าช่วงการให้อาหารนั้นกว้าง ในความเป็นจริงคำในภาษาละตินหมายถึง "ใครกินทุกอย่าง"

ดังนั้นสัตว์กลุ่มนี้จึงมีพฤติกรรมเป็นผู้บริโภคหลักในบางกรณีและต่อมาเป็นผู้บริโภครองหรือในทางกลับกัน

เมื่อก้าวไปสู่ระดับถัดไปโดยทั่วไปสัตว์กินเนื้อจะกินสัตว์กินพืชหรือสัตว์กินเนื้ออื่น ๆ ดังนั้นจึงจัดเป็นผู้บริโภคระดับทุติยภูมิและตติยภูมิ

เพื่อเป็นตัวอย่างความสัมพันธ์ก่อนหน้านี้เราสามารถใช้นกฮูก สัตว์เหล่านี้เป็นผู้บริโภครองเมื่อพวกมันกินสัตว์ฟันแทะขนาดเล็กที่กินพืชเป็นอาหาร แต่เมื่อพวกเขากินสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่กินแมลงก็ถือว่าเป็นผู้บริโภคในระดับตติยภูมิ

มีกรณีที่รุนแรงซึ่งมักจะทำให้เครือข่ายมีความซับซ้อนมากยิ่งขึ้นตัวอย่างเช่นพืชที่กินเนื้อเป็นอาหาร แม้ว่าพวกเขาจะเป็นผู้ผลิต แต่ก็ถูกจัดประเภทเป็นผู้บริโภคขึ้นอยู่กับเหยื่อ หากเป็นแมงมุมก็จะกลายเป็นผู้ผลิตและผู้บริโภครอง

การถ่ายโอนพลังงาน

LadyofHats จาก Wikimedia Commons

การถ่ายโอนพลังงานไปยังผู้ผลิต

การส่งผ่านพลังงานจากระดับโภชนาการหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่งเป็นเหตุการณ์ที่ไม่มีประสิทธิภาพสูง สิ่งนี้ไปพร้อมกับกฎของอุณหพลศาสตร์ซึ่งระบุว่าการใช้พลังงานไม่เคยมีประสิทธิภาพโดยสิ้นเชิง

เพื่อแสดงให้เห็นถึงการถ่ายเทพลังงานเรามาดูตัวอย่างเหตุการณ์ในชีวิตประจำวันนั่นคือการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินโดยรถยนต์ของเรา ในกระบวนการนี้ 75% ของพลังงานที่ปล่อยออกมาจะสูญเสียไปในรูปของความร้อน

เราสามารถคาดการณ์แบบจำลองเดียวกันกับสิ่งมีชีวิต เมื่อพันธะ ATP ขาดเพื่อใช้ในการหดตัวของกล้ามเนื้อความร้อนจะถูกสร้างขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการ นี่เป็นรูปแบบทั่วไปในเซลล์ปฏิกิริยาทางชีวเคมีทั้งหมดก่อให้เกิดความร้อนเล็กน้อย

การถ่ายโอนพลังงานระหว่างระดับอื่น ๆ

ในทำนองเดียวกันการถ่ายโอนพลังงานจากระดับโภชนาการหนึ่งไปยังอีกระดับหนึ่งทำได้โดยมีประสิทธิภาพต่ำมาก เมื่อสัตว์กินพืชกินพืชพลังงานเพียงส่วนหนึ่งที่จับโดยออโตโทรฟสามารถส่งผ่านไปยังสัตว์ได้

ในกระบวนการนี้พืชใช้พลังงานบางส่วนในการเจริญเติบโตและส่วนสำคัญสูญเสียไปเป็นความร้อน นอกจากนี้ส่วนหนึ่งของพลังงานจากดวงอาทิตย์ยังถูกใช้เพื่อสร้างโมเลกุลที่สัตว์กินพืชไม่สามารถย่อยหรือนำไปใช้ได้เช่นเซลลูโลส

ตามตัวอย่างเดียวกันพลังงานที่สัตว์กินพืชได้รับเนื่องจากการบริโภคพืชจะถูกแบ่งออกเป็นหลาย ๆ เหตุการณ์ภายในสิ่งมีชีวิต

ส่วนนี้จะใช้ในการสร้างชิ้นส่วนของสัตว์ตัวอย่างเช่นโครงกระดูกภายนอกในกรณีที่เป็นสัตว์ขาปล้อง ในทำนองเดียวกันกับในระดับก่อนหน้านี้เปอร์เซ็นต์ส่วนใหญ่จะสูญเสียไปทางความร้อน

ระดับโภชนาการที่สามประกอบด้วยบุคคลที่จะกินอาร์โทรพอดสมมุติของเราข้างต้น ตรรกะพลังงานเดียวกันกับที่เราใช้กับสองระดับบนก็ใช้กับระดับนี้เช่นกันพลังงานส่วนใหญ่จะสูญเสียไปเป็นความร้อน คุณลักษณะนี้จำกัดความยาวที่โซ่สามารถรับได้

ปิรามิดชั้นอาหาร

ปิรามิดทางโภชนาการเป็นวิธีการเฉพาะในการแสดงความสัมพันธ์แบบกราฟิกที่เราได้กล่าวถึงในส่วนก่อนหน้านี้ไม่ได้เป็นเครือข่ายการเชื่อมต่ออีกต่อไป แต่โดยการจัดกลุ่มระดับต่างๆให้เป็นขั้นตอนของปิรามิด

มีความไม่ชอบมาพากลในการรวมขนาดสัมพัทธ์ของแต่ละระดับชั้นอาหารเป็นรูปสี่เหลี่ยมแต่ละรูปในปิรามิด

ที่ฐานผู้ผลิตหลักจะเป็นตัวแทนและเมื่อเราเลื่อนกราฟขึ้นระดับที่เหลือจะปรากฏตามลำดับจากน้อยไปมาก: ผู้บริโภคหลักรองและตติยภูมิ

จากการคำนวณที่ทำขึ้นแต่ละขั้นตอนจะสูงกว่าประมาณสิบเท่าหากเราเปรียบเทียบกับขั้นบน การคำนวณเหล่านี้ได้มาจากกฎ 10% ที่รู้จักกันดีเนื่องจากข้อความจากระดับหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงพลังงานที่ใกล้เคียงกับค่านั้น

ตัวอย่างเช่นหากระดับพลังงานที่จัดเก็บเป็นชีวมวลเท่ากับ 20,000 กิโลแคลอรีต่อตารางเมตรต่อปีในระดับบนจะเป็น 2,000 ใน 200 ถัดไปและต่อไปจนกว่าจะถึงผู้บริโภคควอเทอร์นารี

พลังงานที่ไม่ได้ใช้โดยกระบวนการเผาผลาญของสิ่งมีชีวิตแสดงถึงอินทรียวัตถุที่ถูกทิ้งหรือชีวมวลที่เก็บไว้ในดิน

ประเภทของปิรามิดทางโภชนาการ

ปิรามิดมีหลายประเภทขึ้นอยู่กับสิ่งที่แสดงอยู่ในนั้น สามารถทำได้ทั้งในแง่ของชีวมวลพลังงาน (ตามตัวอย่างที่กล่าวไว้) การผลิตจำนวนสิ่งมีชีวิตและอื่น ๆ

ตัวอย่าง

ห่วงโซ่อาหารสัตว์น้ำจืดทั่วไปเริ่มต้นด้วยสาหร่ายสีเขียวจำนวนมากที่อาศัยอยู่ที่นั่น ระดับนี้แสดงถึงผู้ผลิตหลัก

ผู้บริโภคหลักในตัวอย่างสมมุติของเราจะเป็นหอย ผู้บริโภครอง ได้แก่ ปลาชนิดที่กินหอย ตัวอย่างเช่นพันธุ์แกะสลักที่ลื่นไหล (Cottus cognatus)

ระดับสุดท้ายประกอบด้วยผู้บริโภคระดับตติยภูมิ ในกรณีนี้การแกะสลักที่ลื่นไหลจะถูกบริโภคโดยปลาแซลมอนสายพันธุ์หนึ่ง: ปลาแซลมอนคิงหรือ Oncorhynchus tshawytscha

หากเราจะเห็นมันจากมุมมองของเครือข่ายในระดับผู้ผลิตเริ่มต้นเราควรคำนึงถึงนอกเหนือจากสาหร่ายสีเขียวไดอะตอมทั้งหมดสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินและอื่น ๆ

ดังนั้นจึงมีการรวมองค์ประกอบอื่น ๆ อีกมากมาย (ชนิดของกุ้งโรติเฟอร์และปลาหลายชนิด) เพื่อสร้างเครือข่ายที่เชื่อมต่อกัน

อ้างอิง

1. Audesirk, T. , & Audesirk, G. (2003). ชีววิทยา 3: วิวัฒนาการและนิเวศวิทยา. เพียร์สัน
2. Campos-Bedolla, P. (2002). ชีววิทยา. กองบรรณาธิการ Limusa
3. ลอเรนซิโอ, CG (2000) นิเวศวิทยาชุมชน: กระบวนทัศน์ของปลาน้ำจืด. มหาวิทยาลัยเซบีญ่า
4. ลอเรนซิโอ, CG (2007). ความก้าวหน้าทางนิเวศวิทยา: สู่ความรู้ที่ดีขึ้นเกี่ยวกับธรรมชาติ มหาวิทยาลัยเซบีญ่า
5. โมลินา, พีจี (2018). นิเวศวิทยาและการตีความภูมิทัศน์ ติวเตอร์ฝึกสอน.
6. Odum, EP (1959). พื้นฐานของนิเวศวิทยา บริษัท WB Saunders