Energijos srautai ir mitybos grandinės
Išeiname už žmogaus ribų. Tyrinėsime augalų ir gyvūnų pasaulį, jų prisitaikymus ir sudėtingus tarpusavio ryšius, formuojančius stabilias ekosistemas.
Įvadas: energijos srautai ir mitybos grandinės
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Visoms gyvybės formoms reikalinga energija. Ekosistemų požiūriu, pagrindinis energijos šaltinis yra Saulė. Tačiau tik nedidelė dalis organizmų – gamintojai (autotrofai) – sugeba tiesiogiai panaudoti Saulės energiją fotosintezės procese, paversdami ją chemine energija, sukaupta organinėse molekulėse. Visi kiti organizmai – vartotojai (heterotrofai) – priklauso nuo gamintojų sukurtos energijos.
Šioje temoje nagrinėsime, kaip energija vienos krypties srautu keliauja per ekosistemą – nuo gamintojų prie vartotojų. Aiškinsimės mitybos grandinių ir mitybos tinklų struktūrą, analizuosime ekologines piramides (skaičių, biomasės, energijos), kurios vaizdžiai parodo, kaip energija prarandama kiekviename mitybos lygmenyje. Suprasime, kodėl mitybos grandinės negali būti be galo ilgos ir kokią įtaką ekosistemos stabilumui turi kertinės rūšys.
Ekosistemų ekologija: energijos ir medžiagų srautai
Šis „Crash Course“ vaizdo įrašas (anglų k.) aiškina esminį skirtumą tarp energijos srauto (vienakryptis) ir medžiagų apytakos (ciklinė) ekosistemoje, pristato mitybos lygmenis ir ekologines piramides.
Dauguma vaizdo įrašų yra įgarsinti angliškai, bet visuose galima įjungti lietuviškus subtitrus.
1. Įsijunkite vaizdo įrašą.
2. Spauskite mygtuką, kuris yra video langelio apačioje dešinėje pusėje, kol ekrane matote, jog rodomas tekstas.
2. Atverkite nustatymus paspaudus prie pat esantį mygtuką.
4. Spauskite Subtitrai/CC (arba Subtitles/CC).
5. Pasirinkite lietuvių kalbą, jeigu toks pasirinkimas yra. Jeigu ne, apačioje pasirinkite Automatinis vertimas (Auto-translate).
6. Pasirinkite lietuvių kalbą (kitaip – Lithuanian).
Energijos srautų terminų žodynas
Vienakryptis energijos judėjimas per ekosistemą, prasidedantis nuo Saulės ir keliaujantis per mitybos lygmenis. Energija negrįžta atgal.
Organizmo vieta mitybos grandinėje, nustatoma pagal jo mitybos šaltinį. Visi organizmai tame pačiame lygmenyje yra per tiek pat žingsnių nutolę nuo pirminio energijos šaltinio.
Organizmų grupė, esanti pirmajame mitybos lygmenyje. Tai autotrofai (daugiausia fotosintetinantys augalai, dumbliai, melsvabakterės), kurie patys pasigamina organines medžiagas iš neorganinių.
Organizmų grupė, mintanti kitais organizmais. Tai heterotrofai. Skirstomi į pirminius, antrinius, tretinius vartotojus.
Antrasis mitybos lygmuo. Tai žolėdžiai (herbivorai), mintantys gamintojais (augalais).
Trečiasis mitybos lygmuo. Tai mėsėdžiai (karnivorai), mintantys pirminiais vartotojais (žolėdžiais).
Ketvirtasis mitybos lygmuo. Tai mėsėdžiai, mintantys kitais mėsėdžiais (antriniais vartotojais).
Organizmų grupė (daugiausia bakterijos ir grybai), kuri skaido negyvą organinę medžiagą (nuokritas, lavonus, ekskrementus) iki neorganinių junginių, grąžindami juos į aplinką.
Linijinė seka, parodanti, kaip energija perduodama iš vieno organizmo kitam. Pvz.: Dobilo lapas → Kiškis → Lapė → Vilkas.
Sudėtingas, tarpusavyje susijusių mitybos grandinių visuma, atspindinti realius mitybinius ryšius ekosistemoje.
Grafinis modelis, vaizduojantis skaičių, biomasės arba energijos kiekio sumažėjimą kiekviename aukštesniame mitybos lygmenyje.
Bendra organinės medžiagos masė tam tikrame ploto ar tūrio vienete arba tam tikrame mitybos lygmenyje.
Apytikslis dėsningumas, teigiantis, kad pereinant iš vieno mitybos lygmens į kitą, tik apie 10% energijos yra paverčiama nauja biomase. Likusi dalis (90%) prarandama kaip šiluma, sunaudojama gyvybiniams procesams arba lieka nesuvirškinta.
Procesas, kurio metu tam tikrų toksinų (pvz., pesticidų, sunkiųjų metalų) koncentracija didėja kiekviename aukštesniame mitybos lygmenyje. Kadangi toksinai kaupiasi audiniuose ir nėra suskaidomi, plėšrūnai, suėdę daug užterštų aukų, sukaupia labai didelę toksinų dozę.
Apibrėžimų nėra.
Mitybos lygmenys ir jų vaidmuo
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
| Mitybos lygmuo | Grupės pavadinimas | Mitybos šaltinis | Pavyzdžiai |
|---|---|---|---|
| I lygmuo | Gamintojai (prodiucentai) | Saulės energija (fotosintezė) | Augalai, dumbliai, melsvabakterės. |
| II lygmuo | Pirminiai vartotojai | Gamintojai | Žolėdžiai: kiškiai, elniai, žiogai, zooplanktonas. |
| III lygmuo | Antriniai vartotojai | Pirminiai vartotojai | Mėsėdžiai: lapės, ežiai, plėšriosios žuvys. |
| IV lygmuo | Tretiniai vartotojai | Antriniai vartotojai | Mėsėdžiai (viršūniniai plėšrūnai): vilkai, ereliai, rykliai. |
| Visi lygmenys | Skaidytojai (destruktoriai) | Negyva organinė medžiaga | Bakterijos, grybai, sliekai. |
Ekologinės piramidės ir 10 procentų taisyklė
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Ekologinės piramidės vizualiai parodo, kad energijos ir biomasės kiekis kiekviename aukštesniame mitybos lygmenyje drastiškai mažėja.
Piramidžių tipai:
- Skaičių piramidė: Vaizduoja individų skaičių kiekviename lygmenyje. Paprastai būna apversta, jei gamintojai yra labai dideli (pvz., vienas ąžuolas, kuriuo minta tūkstančiai vabzdžių).
- Biomasės piramidė: Vaizduoja bendrą organinės medžiagos masę (biomasę) kiekviename lygmenyje. Beveik visada yra taisyklinga, išskyrus kai kurias vandens ekosistemas, kur gamintojų (fitoplanktono) biomasė gali būti mažesnė nei pirminių vartotojų (zooplanktono) dėl labai greito fitoplanktono dauginimosi ir suvartojimo.
- Energijos piramidė: Vaizduoja energijos kiekį, sukauptą biomasėje per tam tikrą laiką. Ši piramidė visada yra taisyklinga ir niekada negali būti apversta, nes tai pažeistų termodinamikos dėsnius. Ji geriausiai atspindi ekosistemos struktūrą.
10 procentų taisyklė ir jos pasekmės
Didžioji dalis (apie 90%) energijos, gautos iš maisto, prarandama ir nepatenka į aukštesnį mitybos lygmenį. Štai kur ji dingsta:
- Sunaudojama gyvybiniams procesams: Didelė dalis energijos sunaudojama ląsteliniam kvėpavimui, judėjimui, kūno temperatūros palaikymui.
- Išskiriama kaip šiluma: Pagal antrąjį termodinamikos dėsnį, jokia energijos transformacija nėra 100% efektyvi – dalis visada virsta šiluma.
- Lieka nesuvirškinta: Ne visa suvalgyta biomasė yra pasisavinama (pvz., kaulai, celiuliozė) ir pasišalina su ekskrementais.
Pasekmės:
- Mitybos grandinės yra trumpos (dažniausiai 4-5 lygmenų), nes aukštesniems lygmenims tiesiog nebeužtenka energijos.
- Viršūninių plėšrūnų yra daug mažiau nei žolėdžių, o žolėdžių – daug mažiau nei augalų.
Giluminis nardymas: kertinės rūšys ir trofinės kaskados
Generuojame audio įrašą...
Dirbtinis intelektas skaito jūsų tekstą. Šis procesas gali užtrukti iki minutės.
Kertinė rūšis (angl. keystone species) – tai rūšis, kurios poveikis ekosistemai yra neproporcingai didelis, palyginti su jos biomasės gausumu. Jos pašalinimas sukelia dramatiškus pokyčius visoje bendrijos struktūroje. Dažnai tai būna viršūniniai plėšrūnai.
Klasikinis pavyzdys: jūrų ūdra, jūrų ežiai ir rudadumblių miškai
- Situacija: JAV vakarinėje pakrantėje jūrų ūdros (plėšrūnas) minta jūrų ežiais (žolėdis). Jūrų ežiai minta dideliais rudadumbliais (gamintojas), kurie formuoja ištisus povandeninius „miškus“, suteikiančius buveinę daugybei kitų rūšių.
- Trofinė kaskada: Kai dėl intensyvios medžioklės XIX a. jūrų ūdrų populiacija beveik išnyko:
- Plėšrūno pašalinimas: Išnyko pagrindinis jūrų ežių plėšrūnas.
- Žolėdžių populiacijos sprogimas: Jūrų ežių populiacija smarkiai padidėjo.
- Gamintojų sunaikinimas: Milžiniškas kiekis jūrų ežių nugraužė ir sunaikino ištisus rudadumblių miškus, palikdami tik tuščias „dykynes“.
- Ekosistemos žlugimas: Išnykus rudadumblių miškams, išnyko ir visos nuo jų priklausomos žuvų, vėžiagyvių ir kitų organizmų rūšys.
- Atsistatymas: Kai jūrų ūdros buvo reintrodukuotos ir jų populiacija atsistatė, jos vėl pradėjo kontroliuoti jūrų ežių skaičių, leisdamos rudadumblių miškams vėl suvešėti.
Šis pavyzdys iliustruoja, kad viršūninių plėšrūnų išsaugojimas yra kritiškai svarbus visos ekosistemos sveikatai ir stabilumui.
Paruošta užbaigimui!
Sveikiname! Užbaigėte visas užduotis šiame mokymosi rinkinyje. Gaukite 100 XP taškų už savo darbą.
Svarbu žinoti:
Kai užbaigsite mokymosi rinkinį, jo nebegalėsite "atbaigti". XP taškai bus pridėti prie jūsų profilio iš karto.
Mokymosi rinkinys užbaigtas
Jūs sėkmingai gavote 100 XP taškų už šį mokymosi rinkinį.
Tęskite mokymąsi
Norėdami gauti XP taškus, užbaikite visas interaktyvias užduotis šioje pamokoje.
% užbaigta
Ką reikia padaryti:
- • Perskaitykite visą pamokos turinį
- • Atsakykite į refleksijos klausimus
- • Palikite komentarą diskusijos temoms
- • Užbaikite visus testus ir praktinius darbus