تدفق الطاقة في النظم البيئية

إذا كان هناك شيء واحد فقط تتعلمه عن النظم البيئية ، فيجب أن يكون جميع المقيمين الأحياء في النظام البيئي يعتمدون على بعضهم البعض من أجل بقائهم. ولكن كيف يبدو هذا الاعتماد؟

كل كائن حي يعيش في النظام البيئي يلعب دورا هاما دور في تدفق الطاقهذ داخل الشبكة الغذائية. يختلف دور الطائر تمامًا عن دور الزهرة. لكن كلاهما ضروريان بنفس القدر لبقاء النظام البيئي بشكل عام ، وجميع الكائنات الحية الأخرى داخله.

علماء البيئة حددت ثلاث طرق تستخدم فيها الكائنات الحية الطاقة وتتفاعل مع بعضها البعض. يتم تعريف الكائنات الحية كمنتجين أو مستهلكين أو متحللين. هنا نظرة على كل من هذه الأدوار ومكانها داخل النظام البيئي.

يتمثل الدور الرئيسي للمنتجين في التقاط الطاقة من الشمس وتحويلها إلى طعام. النباتات والطحالب وبعض البكتيريا منتجة. باستخدام عملية تسمى البناء الضوئييستخدم المنتجون طاقة الشمس لتحويل الماء وثاني أكسيد الكربون إلى طاقة غذائية. يحصلون على اسمهم ، لأنه - على عكس الكائنات الحية الأخرى في النظام البيئي - يمكنهم بالفعل إنتاج طعامهم. المنتجات هي المصدر الأصلي لجميع المواد الغذائية داخل النظام البيئي.

في معظم النظم البيئية ، تعد الشمس مصدر الطاقة التي يستخدمها المنتجون لتوليد الطاقة. ولكن في حالات قليلة نادرة - مثل النظم البيئية الموجودة في الصخور تحت عمق الأرض - يمكن لمنتجي البكتيريا استخدام الطاقة وجدت في غاز يسمى كبريتيد الهيدروجين ، الموجود داخل البيئة ، لخلق الطعام حتى في غياب ضوء الشمس!

معظم الكائنات الحية في النظام البيئي لا يمكنها صنع طعامها الخاص. يعتمدون على الكائنات الحية الأخرى لتلبية احتياجاتهم الغذائية. يطلق عليهم المستهلكين - لأن هذا ما يفعلونه - يستهلكون. يمكن تقسيم المستهلكين إلى ثلاثة تصنيفات: العاشبات ، آكلات اللحوم ، وآكلات اللحوم.

• آكلة الأعشاب هم المستهلكين الذين يأكلون النباتات فقط. الغزلان واليرقات هي الحيوانات العاشبة التي توجد عادة في عدد من البيئات.
• آكلات اللحوم هم المستهلكين الذين يأكلون الحيوانات الأخرى فقط. أسود والعناكب هي أمثلة من الحيوانات آكلة اللحوم. هناك فئة خاصة من اللحوم آكلة اللحوم تسمى الزبالون. الزبالون هم حيوانات لا تأكل سوى الحيوانات النافقة. سمك السلور والنسور هي أمثلة على الزبالين.
• حيوانات آكلة اللحوم ونباتات هم المستهلكون الذين يأكلون النباتات والحيوانات على حد سواء اعتمادًا على الموسم وتوفر الطعام. تتحملومعظم الطيور والبشر حيوانات آكلة اللحوم.

يمكن للمستهلكين والمنتجين العيش معًا بشكل جيد ، ولكن بعد مرور بعض الوقت ، لن تتمكن النسور وسمك السلور من مواكبة جميع الجثث التي تتراكم على مر السنين. هذا هو المكان الذي تأتي فيه المحللات. المحللات هي كائنات حية تتحلل وتتغذى على النفايات والكائنات الميتة داخل النظام البيئي.

أجهزة التحليل هي نظام إعادة التدوير المدمج في الطبيعة. عن طريق تحطيم المواد — من الأشجار الميتة إلى نفايات الحيوانات الأخرى ، تقوم المحللات بإعادة المغذيات إلى التربة وإنشاء مصدر غذائي آخر للحيوانات العاشبة والحيوانات آكلة اللحوم داخل النظام البيئي. يعتبر الفطر والبكتيريا من المحللات الشائعة.

لكل كائن حي في نظام بيئي دور يلعبه. بدون المنتجين والمستهلكين والمتحللين لن يعيشوا لأنه لن يكون لديهم طعام يأكلونه. بدون المستهلكين ، فإن سكان المنتجين والمتحللين سيخرجون عن السيطرة. وبدون تحلل ، يصبح المنتجون والمستهلكون مدفونين في نفاياتهم الخاصة.

يساعد تصنيف الكائنات الحية حسب دورها في النظام البيئي علماء البيئة على فهم كيفية انحسار وتدفق الغذاء والطاقة في البيئة. عادة ما يتم رسم حركة الطاقة هذه باستخدام سلاسل الطعام أو شبكات الطعام. بينما تُظهر سلسلة الغذاء مسارًا واحدًا يمكن للطاقة من خلاله الانتقال عبر النظام البيئي ، تُظهر شبكات الغذاء جميع الطرق المتداخلة التي تعيش بها الكائنات الحية وتعتمد على بعضها البعض.

أهرام الطاقة هي أداة أخرى يستخدمها علماء البيئة لفهم دور الكائنات الحية داخل النظام البيئي ومقدار الطاقة المتاحة في كل مرحلة من شبكة الغذاء. تتوفر معظم الطاقة في النظام البيئي على مستوى المنتج. مع تقدمك في الهرم ، تنخفض كمية الطاقة المتاحة بشكل كبير. بشكل عام ، ينتقل حوالي 10 في المائة فقط من الطاقة المتاحة من مستوى واحد من هرم الطاقة إلى المستوى التالي. 90٪ المتبقية من الطاقة تستخدمها الكائنات الحية في ذلك المستوى أو تُفقد في البيئة كحرارة.

يوضح هرم الطاقة كيف تحد الأنظمة البيئية بشكل طبيعي من عدد كل نوع من الكائنات الحية التي يمكن أن تحافظ عليها. الكائنات الحية التي تحتل أعلى مستوى من الهرم - المستهلكين من الدرجة الثالثة - لديها أقل قدر من الطاقة المتاحة. لذلك فإن أعدادهم محدودة بعدد المنتجين داخل النظام البيئي.