ใยอาหารและห่วงโซ่อาหารคืออะไร

เครือข่ายอาหาร เป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตชนิดต่าง ๆ ที่เป็นของระบบนิเวศเฉพาะที่เกี่ยวข้องกันผ่านการให้อาหารสัมพันธ์ (Fabré, 1913).

เครือข่ายทางโภชนาการจัดให้มีธีมที่เป็นเอกภาพสำหรับนิเวศวิทยา (Lafferty, et al., 2006) นั่นคือพวกเขามุ่งที่จะอธิบายพฤติกรรมของความหลากหลายทางชีวภาพในซอกต่าง ๆ รวมถึงการไหลของพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างพวกเขา.

ห่วงโซ่อาหารหรือห่วงโซ่ trophic เป็นเครือข่ายเชิงเส้นของการเชื่อมโยงในเว็บอาหารระหว่างการผลิตสิ่งมีชีวิต (เช่นหญ้าหรือต้นไม้ที่ใช้รังสีของดวงอาทิตย์ในการผลิตอาหารของพวกเขา) และสายพันธุ์ที่กินสัตว์อื่น (เช่นหมีหรือหมาป่า).

ห่วงโซ่อาหารแสดงให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตเกี่ยวข้องกันอย่างไรโดยอาหารที่พวกมันกิน แต่ละระดับของโซ่หมายถึงระดับที่แตกต่างกัน.

บ่อยครั้งที่เครือข่ายทางโภชนาการมักสับสนกับห่วงโซ่โภชนาการ ความแตกต่างระหว่างทั้งสองคือห่วงโซ่โภชนาการอธิบายเส้นทางของพลังงานที่เปลี่ยนเป็นอาหารจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคขั้นสุดท้ายผ่านการเชื่อมโยง.

ในทางกลับกันเครือข่าย trophic เป็นชุดของการโต้ตอบที่อธิบายไว้ในระดับชั้นอาหารที่มีอยู่ในระบบนิเวศเดียวกัน. 

ระดับโภชนาการ

สิ่งมีชีวิตของระบบนิเวศถูกจำแนกตามอาหารของพวกเขาในระดับที่แตกต่างกัน ระดับเหล่านี้สอดคล้องกับผู้ผลิตผู้บริโภคและผู้ย่อยสลาย.

ผู้ผลิตคือสิ่งมีชีวิตที่ผลิตอาหารของตัวเองจากการสังเคราะห์ด้วยแสงหรือที่เรียกว่าสิ่งมีชีวิต autotrophic พืชและสาหร่ายส่วนใหญ่พบได้ในการจำแนกประเภทนี้.

สิ่งมีชีวิตที่บริโภคจะแบ่งออกเป็นประถมศึกษาระดับมัธยมศึกษาและระดับอุดมศึกษา ผู้บริโภคหลักคือผู้ที่กินโดยตรงจากพืช พวกมันอาจเป็นสัตว์กินพืชขนาดใหญ่เช่นช้างหรือแมลงเช่นผึ้งและผีเสื้อ พืชกาฝากถือเป็นผู้บริโภคหลัก.

ผู้บริโภครองเป็นผู้ล่าของผู้บริโภคหลักและผู้บริโภคอื่น ๆ ดังนั้นพวกเขาจึงขึ้นอยู่กับผู้ผลิตทางอ้อม ตัวอย่างของสิ่งเหล่านี้อาจเป็นหมาป่า, แมงมุม, คางคก, pumas, หมีและพืชกินเนื้อเป็นอาหาร.

สัตว์กินของเน่าอยู่ในระดับสุดท้ายของผู้บริโภคเพราะพวกเขากินสัตว์ที่ตายแล้วทั้งหมด ตัวอย่างสัตว์กินของเน่าคือแร้งคาราคาราและแร้ง.

ในที่สุดสิ่งมีชีวิตที่สลายตัวคือสิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์ที่ตายแล้วและสสารของพืช สิ่งเหล่านี้มีบทบาทสำคัญอย่างมากในวัฏจักรของธาตุอาหารเนื่องจากพวกมันจะคืนองค์ประกอบของสารที่ตายไปยังดินเพื่อนำกลับคืนสู่ระบบนิเวศ ตัวอย่างของตัวย่อยสลายคือเชื้อราและแบคทีเรีย.

ลักษณะของเครือข่ายที่ใช้สารอาหาร

สันนิษฐานว่าสิ่งมีชีวิตอยู่ในเครือข่ายโภชนาการตราบใดที่มันยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบนิเวศภายใต้การพิจารณา (Fabré, 1913).

มันเป็นเรื่องธรรมดาสำหรับนักล่าที่มักจะมีขนาดใหญ่กว่าเหยื่อของพวกเขายกเว้นเชื้อโรคปรสิตและปรสิต นอกจากนี้ปริมาณร่างกายของสปีชีส์ได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างของห่วงโซ่อาหารและการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างทุกสปีชีส์ (Brose, et al., 2006).

อย่างมากที่สุดระดับหนึ่งใช้ประโยชน์จากพลังงานเพียง 10% ของระดับโภชนาการก่อนหน้านี้ดังนั้นเนื่องจากการสูญเสียพลังงานอย่างมากโซ่อาหารมักจะมีเพียงไม่กี่ขั้นตอน.

ใยอาหารให้การแทนที่ซับซ้อน แต่สามารถจัดการได้ของความหลากหลายทางชีวภาพการมีปฏิสัมพันธ์ของสายพันธุ์และโครงสร้างและหน้าที่ของระบบนิเวศ (Dunne, et al., 2002).

ความเสี่ยงในการหายไปของลิงค์

ความเสี่ยงที่การเชื่อมโยงบางอย่างหยุดชะงักและไม่มีสิ่งมีชีวิตที่จะมาแทนที่มันจะเป็นรากฐานสำหรับการอยู่รอดของสายพันธุ์อื่นที่อาศัยอยู่ในนั้นและสุขภาพของป่า.

มีสปีชีส์ที่ถือเป็นกุญแจสำคัญในระบบนิเวศและหากประชากรของพวกมันถูกกำจัดหรือลดลงมันจะทำให้เกิดความไม่สมดุลในการปฏิสัมพันธ์ของคนอื่น ๆ ทั้งหมด บางคนอาจเป็นสายพันธุ์ที่มีประสิทธิผลเช่นพืชซึ่งเป็นแหล่งอาหารสำหรับคอกม้าที่สูงขึ้น.

นอกจากนี้เรายังสามารถหาสายพันธุ์ที่สำคัญที่กินสัตว์อื่น ประชากรผู้บริโภคเหล่านี้ควบคุมในระดับที่ดีต่อระบบนิเวศและหากพวกเขาหายไปทำให้ผู้บริโภคมีปัญหาในการเพิ่มจำนวนประชากรทำให้เกิดความไม่สมดุลในระบบนิเวศ.

มีทฤษฎีง่าย ๆ ที่ยืนยันว่าการเพิ่มความหลากหลายของสปีชีส์ต่อกลุ่มการทำงานในระบบนิเวศจะช่วยเพิ่มเสถียรภาพของระบบนิเวศ (Borvall, et al., 2000). 

กระแสความสำคัญในเครือข่าย

เรื่องที่ไหลอยู่ในเครือข่ายอาหารประกอบด้วยวัฏจักรของแร่ธาตุในดินไม้เศษขยะและสัตว์.

การไหลของสสารนี้ถือว่าเปิดเพราะแร่ธาตุเข้าสู่ระบบฝนและเนื่องจากสภาพดินฟ้าอากาศในดินและสูญเสียไปโดยการไหลบ่าของดินและการชะล้างดิน (DeAngelis, 1980).

สารอินทรีย์ (สิ่งมีชีวิต, เศษซาก) มีอยู่ในดินเป็นแหล่งของสารอาหาร สิ่งนี้จะกลายเป็นสสารอนินทรีย์ (บรรยากาศดินและน้ำ) ผ่านการย่อยสลายการหลั่งและการขับถ่ายเพื่อกลับเข้าสู่วัฏจักรสารอาหารหรือก่อตัวเป็นหินตะกอนซึ่งจะไม่สามารถใช้เป็นสารอาหารได้ (แร่ธาตุในหิน).

น้ำเป็นตัวส่งผ่านของสารอาหารผ่านพลังงานที่เกิดขึ้นจากการตกตะกอนจนถึงการระเหยหรือการคายระเหยและในทางกลับกันทำให้เกิดการควบแน่นในบรรยากาศ กลไกนี้จะส่งผ่านไปยังไฮโดรเจนและออกซิเจนในระดับสูงท่ามกลางแร่ธาตุอื่น ๆ.

ออกซิเจนในบรรยากาศถูกรวมเข้ากับสิ่งมีชีวิตในรูปของก๊าซเชื่อมต่อกับองค์ประกอบอื่น ๆ และถูกทิ้งจากสิ่งมีชีวิตในรูปของก๊าซหรือน้ำ.

วัฏจักรคาร์บอนสามารถเข้าสู่เครือข่าย trophic จากอุตสาหกรรมโดยการหายใจของสิ่งมีชีวิตหรือจาก CO2 ที่มีอยู่ในบรรยากาศซึ่งถูกดูดซับโดยพืชและต่อมาโดยดิน.

โดยทั่วไปวัฏจักรไนโตรเจนเกิดขึ้นเฉพาะที่ระหว่างสิ่งมีชีวิตดินและน้ำผ่านการย่อยสลายและการดูดซับซ้ำ ไนโตรเจนอิสระในบรรยากาศผ่านไปยังดินโดยการตรึงจุลินทรีย์และถูกดูดซับโดยพืชหรือปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ.

ต่อมาพืชจะถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ และสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ทิ้งพวกมันในอุจจาระที่กลับคืนสู่ดิน. 

ประเภทของเครือข่ายทางโภชนาการ

เครือข่าย Trophic เป็นคำอธิบายกราฟิกเพื่ออธิบายวัฏจักรของสารอาหารผ่านโซ่โภชนาการต่าง ๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีนิสัยการกินที่แตกต่างกัน.

นักนิเวศวิทยาได้จำแนกเครือข่ายประเภทอาหาร:

ชุมชน

มันเป็นชุดของสิ่งมีชีวิตที่ถูกเลือกโดยไม่ต้องคำนึงถึงความสัมพันธ์ทางเดินอาหารก่อนหน้านี้ แต่จากอนุกรมวิธานขนาดสถานที่หรือเกณฑ์อื่น ๆ (Fabré, 1913).

แหล่ง

ประกอบด้วยสิ่งมีชีวิตหนึ่งชนิดหรือมากกว่าสิ่งมีชีวิตที่พวกเขากินผู้ล่าและอื่น ๆ ในห่วงโซ่ (Pimm, et al., 1991).

จม

มันเป็นวัตถุย่อยโดยตรงของชุมชนเครือข่าย trophic รวมสิ่งมีชีวิตหนึ่งชนิดหรือมากกว่า (ผู้บริโภค) รวมถึงสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่ผู้บริโภครับประทาน (Fabré, 1913).   

หน่วยที่จำได้และเป็นที่รู้จักมากที่สุดในชุมชนคือเครือข่ายย่อยกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่ปกคลุมด้วยสัตว์กินเนื้อและเทอร์มินัลที่เกี่ยวข้องกันในลักษณะที่ว่าในระดับที่สูงกว่าจะมีการถ่ายโอนพลังงานไปยังเครือข่ายย่อยพร้อมกัน ).

เครือข่ายทางบกภาคพื้นดิน

ในระบบนิเวศบกการไหลของพลังงานของใยอาหารจะเริ่มขึ้นในใบไม้โดยทำการสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อให้ได้พลังงานจากดวงอาทิตย์.

ใบไม้ถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตที่มีกระดูกสันหลังและสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นสัตว์กินพืชซึ่งต่อมาเมื่ออุจจาระตายหรือทิ้งกลายเป็นส่วนหนึ่งของดิน (ซากพืช) และถูกใช้โดยพืชผ่านรากของพวกมัน.

ระดับแรก

เราพบว่าผู้ผลิตหลักส่วนใหญ่เป็นพืชที่มีสภาพภูมิอากาศตั้งแต่ทุนดราถึงดินผ่านป่าหลากหลายชนิดป่าและทุ่งหญ้า.

ระดับที่สอง

ระดับที่สองประกอบด้วยสัตว์กินพืชเป็นส่วนใหญ่ซึ่งอาจเป็นสัตว์มีกระดูกสันหลังหรือแมลง อย่างไรก็ตามมันยังถูกครอบครองโดยสิ่งมีชีวิตทุกชนิดเช่นหมีดำซึ่งกินสัตว์เป็นอาหาร แต่ในบางฤดูกาลมันจะกินต้นโอ๊กของต้นไม้ ชนิดสัตว์กินพืชทุกชนิดครอบครองเครือข่ายหลายระดับในเวลาเดียวกัน.

ระดับที่สาม

ในระดับที่สามตามล่าซึ่งกินผู้บริโภคในระดับก่อนหน้านี้ ในระดับนี้เราสามารถหาปรสิตเช่นยุงซึ่งกินสิ่งมีชีวิตบางส่วนจากผู้บริโภค.

ตามกฎทั่วไปพวกเขามีประชากรต่ำกว่าระดับอื่นเนื่องจากเป็นระดับหนึ่งเหนือเว็บอาหาร.

เครือข่ายยังคงเพิ่มขึ้นในระดับที่พลังงานไหลจนกว่าจะถึงตัวแยกส่วน โดยทั่วไปยิ่งระดับเครือข่ายอาหารเพิ่มขึ้นมากเท่าไรพลังงานก็จะมาถึงน้อยลงดังนั้นสิ่งมีชีวิตในระดับสุดท้ายเหล่านี้จึงอ่อนแอที่สุดเมื่อเทียบกับการรบกวนในระบบนิเวศ.

ในเครือข่ายภาคพื้นดินของภาคพื้นดินเราสามารถพบปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอหรือรุนแรง ตัวอย่างของการมีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งคือการพึ่งพาของนักล่าในเหยื่อเฉพาะเพื่อความอยู่รอดเช่นไอบีเรียแมวป่าชนิดหนึ่งที่ขึ้นอยู่กับประชากรกระต่าย ปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งบ่งบอกถึงความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตเล็ก ๆ และระบบนิเวศที่บอบบางกว่า.

ในทางกลับกันปฏิกิริยาที่อ่อนแอคือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อนักล่าไม่เจาะจงเช่นโคโยตี้ซึ่งลดความหลากหลายของหนูที่ไม่พึ่งพาอย่างรุนแรงและสามารถปรับให้กินผลไม้ในบางฤดูกาล. 

เครือข่ายทางทะเล

ระบบนิเวศทางทะเลมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อมนุษย์เพราะมันให้อาหารเรารวมถึงเป็นแหล่งของออกซิเจนและการจับคาร์บอนไดออกไซด์.

เครือข่ายทางทะเลมีความซับซ้อนมากเพราะมีความเชื่อมโยงสูงระหว่างเผ่าพันธุ์ต่าง ๆ หลายคนมีปฏิสัมพันธ์ที่ไม่ดีซึ่งหมายความว่าสปีชีส์ไม่ขึ้นอยู่กับทรัพยากรเพียงแหล่งเดียว สถานการณ์นี้ทำให้ระบบนิเวศทางทะเลทนทานต่อการรบกวนเล็กน้อย (Rezende et al., 2011).

นอกจากนี้โซ่ trophic สั้น ๆ โดยทั่วไปจะมีผู้บริโภคในระดับสามถึงสี่ระดับซึ่งอยู่ในสภาพแวดล้อมทางทะเลก่อนที่จะถึงระดับของผู้ล่าที่มีขนาดใหญ่เช่นฉลามวาฬแมวน้ำหรือหมีขั้วโลก (Rezende et al., 2011).

ผู้ผลิตหลักคือสาหร่ายพืชทะเลและแบคทีเรียสังเคราะห์แสงและเคมีสังเคราะห์ ตัวอย่างที่พบบ่อยที่สุดของผู้บริโภคขั้นต้นในสภาพแวดล้อมทางทะเลคือเม่นทะเลและโคโพพอดกลุ่มสัตว์จำพวกครัสเตเชียขนาดเล็กมากที่รู้จักกันในชื่อแพลงก์ตอนสัตว์.

ตัวอย่างของผู้บริโภครองคือความหลากหลายของปลาทะเลขนาดเล็ก สิ่งเหล่านี้กลับกลายเป็นเหยื่อของผู้บริโภคระดับอุดมศึกษาที่ใหญ่ขึ้นเช่นปลาหมึกและปลาทูน่าเพื่อที่จะไปให้ถึงระดับผู้ล่าสุดยอด.

ในท้ายที่สุดตัวย่อยสลายนั้นถูกสร้างขึ้นจากสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่ส่งคืนสสารไปยังจุดเริ่มต้นของเครือข่าย.

แม้จะมีความต้านทานของสภาพแวดล้อมทางทะเลต่อการรบกวน แต่มนุษย์ก็มีผลกระทบอย่างมากต่อระบบนิเวศอันเนื่องมาจากมลภาวะการล่าสัตว์และการจับปลาที่เพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่สิบปีที่ผ่านมา Super-predators ได้ปฏิเสธอย่างรุนแรง สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดผลกระทบร้ายแรงที่ยังคงคาดเดาไม่ได้ต่อระบบนิเวศ (Rezende et al., 2011).

เครือข่ายจุลินทรีย์เครือข่าย

รองรับเครือข่ายของผู้บริโภคที่ซับซ้อนมากซึ่งการดำเนินการในท้ายที่สุดส่งผลให้เกิดการรีไซเคิลอินทรียวัตถุและวัฏจักรของสารอาหาร จากข้อมูลของDomínguezและผู้ทำงานร่วมกัน (2009) องค์ประกอบของเครือข่ายชั้นดินชั้นล่าง ได้แก่ จุลินทรีย์, microfauna, mesofauna และ macrofauna.

จุลินทรีย์เป็นผู้บริโภคหลักของเครือข่ายโภชนาการ (แบคทีเรียและเชื้อรา) ซึ่งย่อยสลายและทำให้เป็นแร่อินทรีย์ที่ซับซ้อน.

microfauna

microfauna รวมถึงสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่เล็กที่สุดส่วนใหญ่ไส้เดือนฝอยและไรส่วนใหญ่ที่กินจุลินทรีย์หรือสารจากจุลินทรีย์หรือเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายโภชนาการของผู้ล่าไมโคร.

mesofauna

mesofauna ประกอบด้วยสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดกลางที่มีความกว้างของร่างกายระหว่าง 0.2 และ 10 มม. มันมีความหลากหลายทางอนุกรมวิธานรวมถึง annelids, แมลง, ครัสเตเชีย, myriapods, arachnids และสัตว์ขาปล้องอื่น ๆ ที่ทำหน้าที่เป็นหม้อแปลงของคลุมด้วยหญ้าผักและกินส่วนผสมของสารอินทรีย์และจุลินทรีย์ พวกเขายังสร้างอุจจาระที่จะประสบกับการโจมตีของจุลินทรีย์ในภายหลัง.

สัตว์ทะเล

macrofauna นั้นถูกสร้างขึ้นโดยสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังที่ใหญ่ที่สุด (ความกว้างของร่างกาย> 1 ซม.) ส่วนใหญ่รวมถึงไส้เดือนพร้อมด้วยหอยบางหอย, myriapods และแมลงกลุ่มต่าง ๆ.

กระบวนการของชุมชนจุลินทรีย์นั้นถูกดำเนินการในเขต Rhizosphere นั่นคือมันทำงานร่วมกับกิจกรรมของรากพืช ที่นี่นักแสดงคือรากของพืช, แบคทีเรีย, เชื้อรา, microfauna และ mesofauna.

เครือข่ายเหล่านี้มีลักษณะที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการเปลี่ยนแปลงของชีวมวล 45% ของความสามารถในการตรึง.

เครือข่ายเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยการมีความหลากหลายของสายพันธุ์ที่สูงมากซึ่งส่งผลให้เกิดความซ้ำซ้อนในระบบ.

การอ้างอิง

1. Brose, U. , Jonsson, T. , Berlow, E.L. , Warren, P. , Banasek-Richter, C. , Bersier, L.F. & Cushing, L. (2006) การบริโภคทรัพยากรร่างกายขนาดสัมพันธ์ในเว็บไซต์อาหารธรรมชาติ นิเวศวิทยาฉบับ 87 (10), pp. 2411 - 2417.
2. Borrvall, C. , Ebenman, B. , Jonsson, T. , & Jonsson, T. (2000) ความหลากหลายทางชีวภาพช่วยลดความเสี่ยงของการสูญพันธุ์แบบต่อเนื่องในใยอาหารจำลอง จดหมายนิเวศวิทยาฉบับ 3 (2), pp. 131 - 136.
3. DeAngelis, D. L. (1980) การไหลของพลังงานการหมุนเวียนของสารอาหารและความยืดหยุ่นของระบบนิเวศ นิเวศวิทยาฉบับ 61 (4), pp. 764 - 771.
4. Dunne, J. A. , Williams, R. J. , & Martinez, N. D. (2002) โครงสร้างของเว็บเกี่ยวกับอาหารและทฤษฎีเครือข่าย: บทบาทของการเชื่อมต่อและขนาด กิจการของ National Academy of Sciences, vol. 99 (20), pp. 12917 - 12922.
5. Domínguez, J. , Aira, M. , & Gómez-Brandón, M. (2009) บทบาทของไส้เดือนดินในการสลายตัวของสารอินทรีย์และวัฏจักรของสารอาหาร นิตยสาร Ecosistemas ฉบับ 18 (2), pp. 20 -31.
6. Fabré, J. (1913) การแนะนำ ใยอาหารและพื้นที่เฉพาะ สหรัฐอเมริกา: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน.
7. Lafferty, K. , Dobson, A. และ Kuris, A. (2006) ปรสิตครองเว็บลิงค์ของอาหาร กิจการของ National Academy of Sciences, vol. 103 (30), pp. 11211 - 11216.
8. Paine, R. (1966) ความซับซ้อนของใยอาหารและความหลากหลายของสายพันธุ์ นักธรรมชาติวิทยาชาวอเมริกัน vol. 100 (910), pp. 65 -75.
9. Pimm, S.L. , Lawton, J.H. & Cohen, J.E (1991) รูปแบบของเว็บอาหารและผลที่ตามมา ฉบับธรรมชาติ 350 (6320) pp 669 - 674.
10. Rezende, E.L. , Albert, E.M. , & Fortuna, M.A. (2011) เครือข่ายโภชนาการทางทะเล.