Trofisk niveau – definition
Indholdsfortegnelse
I økologien er et trofisk niveau en position i en fødekæde eller økologisk pyramide, der indtages af en gruppe organismer med samme ernæringsmåde. En fødekæde henviser til det hierarki, hvori organismerne i et økosystem er grupperet i trofiske (ernæringsmæssige) niveauer. De trofiske niveauer vises i en serie eller en rækkefølge for at repræsentere strømmen af fødeenergi og de indbyrdes ernæringsforhold. En økologisk pyramide repræsenterer på sin side biomassen eller energistrømmen i et økosystem. Både fødekæden og den økologiske pyramide starter på det trofiske niveau 1, som består af primærproducenter. Den næste trofiske gruppe består af organismer, der lever af primærproducenterne for at få næring. Derefter består de efterfølgende grupper hver især af grupper af organismer, der lever af gruppen før dem. De trofiske niveauer kan følge efter hinanden i en envejskæde eller i mere indviklede trofiske baner, der kaldes fødevarebaner. Et fødekæde består af mange fødekæder, der er forbundet med hinanden. De fleste økosystemer har en kompleks netstruktur snarere end en direkte kæde af hvad-æder-hvad.
Definition af trofisk niveau
Et trofisk niveau henviser til et niveau eller en position i en fødekæde, et fødevaretråd eller en økologisk pyramide. Det er besat af en gruppe organismer, der har en lignende ernæringsmåde.
Etymologi
Begrebet trofisk stammer fra det græske trophē, der betyder “føde”.
Kategorier
De trofiske niveauer har to hovedkategorier: autotroferne og heterotroferne. De autotrofe er organismer, der kan producere organisk stof ud fra uorganisk stof. Da de kan lave deres egen føde og ikke har brug for at spise af andre organismer, betegnes de også som producenterne i et økosystem. De heterotrofe organismer er organismer, der får organisk stof direkte ved at forbruge det. I modsætning til autotroferne har de ikke mulighed for at fremstille deres føde fra uorganiske kilder. De jager eller samler derfor føde fra andre organismer. Heterotrofer betegnes derfor som forbrugere. De kan yderligere inddeles i primære forbrugere, sekundære forbrugere, tertiære forbrugere osv. De primære forbrugere består af de planteædende organismer, der kaldes planteædere. De sekundære forbrugere lever af de primære forbrugere. De tertiære forbrugere lever af de sekundære forbrugere og så videre. Den sidste gruppe, de såkaldte reduktorer, lever af dødt organisk materiale. De omfatter detritivorer og nedbrydere.
Trofisk struktur
En trofisk struktur henviser til fordelingen af biomasse mellem forskellige trofiske niveauer. Den styres hovedsageligt af biomassen af primærproducenterne. Primærproducenterne påvirker effektiviteten af overførslen mellem de trofiske niveauer, da de hovedsagelig leverer energi- og næringsstoftilførslerne. Ud over dem er en anden vigtig faktor den top-down-komponent. Sidstnævnte omfatter rovdyrene. Deres forbrug undertrykker de lavere trofiske niveauer. På en måde hjælper rovdyrene primærproducenterne ved at kontrollere eller begrænse overdreven planteædelighed ved hjælp af rovdyr. De tjener som biologisk kontrol med de lavere trofiske niveauer. En anden måde, hvorpå rovdyrene kan fremme den primære produktivitet, er gennem intraspecifik konkurrence. Både primærproducenterne og rovdyrene er vigtige faktorer for den regulerende kontrol. 1)
Trofiske niveaupyramide
En energipyramide er en præsentation af de trofiske niveauer i et økosystem. Energi fra solen overføres gennem økosystemet ved at passere gennem forskellige trofiske niveauer. Omkring 10 % af energien ass overføres fra et trofisk niveau til det næste, hvilket forhindrer store mængder trofiske niveauer. Der skal være større mængder biomasse i bunden af pyramiden for at understøtte de højere trofiske niveauers energi- og biomassebehov.
En økologisk pyramide afbildes ofte som en pyramide af trofiske niveauer. Det er en grafisk fremstilling i form af en pyramide, der består af planter og dyr i et bestemt økosystem. Formen angiver, at det nederste trofiske niveau består af organismer, der kan fremstille deres egen føde gennem tilgængelige kilder fra miljøet. De lever ikke af andre organismer for at få deres ernæringsbehov. De repræsenterer således basen. Denne del af pyramiden består af producenter. Efterhånden som de trofiske niveauer går opad, spidser den til mod toppen. Denne pyramideform viser biomassen på de enkelte trofiske niveauer. Biomasse er mængden af levende eller organisk materiale i en organisme. Basen viser den største biomasse og aftager derefter i mængde, efterhånden som den bevæger sig op mod toppen. Dette er den mest almindelige struktur i økosystemer. Der er dog også tilfælde, hvor der forekommer en omvendt pyramide. Sidstnævnte opstår, når den samlede vægt af producenter er mindre end den samlede vægt af forbrugere.
Den økologiske pyramide kaldes også nogle gange for energipyramiden. Det skyldes, at den på samme måde skildrer de trofiske niveauers energi, dvs. energistrømmen gennem de forskellige trofiske niveauer. Den højeste energi findes ofte i den base, som producenterne indtager. Efterhånden som de trofiske strukturer skrider frem mod toppen, afbildes energistrømmen som aftagende fra bunden til toppen.
Eksempler på trofiske niveauer
Niveau 1: Producenter
Trofisk niveau 1 består af primærproducenter. De findes i bunden af en økologisk pyramide. En fødekæde ville også starte på det trofiske niveau 1. Det trofiske niveau 1 er besat af planter og alger. Det grundlæggende træk ved organismer på det trofiske niveau 1 er deres evne til at producere deres egen føde fra abiotiske materialer. Planter er f.eks. i stand til at fremstille deres føde ved hjælp af fotosyntese. Denne proces kan forenkles i denne ligning: 6CO2+12H2O+energy=C6H12O6+6O2+6H2O. Det betyder, at fotosyntese er en proces, hvor kuldioxid (CO2), vand (H2O) og lysenergi udnyttes til at syntetisere et energirigt kulhydrat som glukose (C6H12O6) og til at producere ilt (O2) som biprodukt. Strukturelt set har planter og alger lyshøstende cellestrukturer kaldet kloroplaster. Inde i kloroplasterne findes fotosyntetiske pigmenter (klorofyl), der kan absorbere lysenergi.
Niveau 2: primærforbrugere
Det næste trofiske niveau i en fødekæde eller en økologisk pyramide er det trofiske niveau 2. På dette niveau lever de organismer, der besætter dette niveau, af de primære producenter og kaldes primære forbrugere. Dyr, der lever af plantematerialer, kaldes planteædere. De har anatomiske og fysiologiske træk, der gør dem tilpasset en plantekost. Typisk har de munddele, der gør dem i stand til at rive eller kværne plantematerialer. De har f.eks. brede flade tænder til at kværne løv og bark. De har også en tarmflora (bestående af cellulosefordærende protozoer eller bakterier), som hjælper med at fordøje celluloseholdigt materiale. Eksempler på planteædere er heste, kvæg og geder.
Niveau 3: sekundære forbrugere
Sekundære forbrugere består af dyr, der lever af primære forbrugere. Organismer, der spiser andre dyr, kaldes kødædere (eller rovdyr). Rovdyr indtager det trofiske niveau 3 i en fødekæde eller en økologisk pyramide. Rovdyr er en interaktion i et økosystem, hvor et rovdyr jager eller fanger, dræber og spiser et bytte. Rovdyr er til gengæld anatomisk og fysiologisk tilpasset til en dyrisk kost. Da byttedyrs indtagelse af byttet kan indebære forfølgelse eller baghold, har de ofte avancerede sanser for syn, hørelse, berøring eller lugt. De kan også anvende camouflage eller mimik for at undgå at blive bemærket af potentielle byttedyr. De har hugtænder, skarpe kløer og stærke kæber til at gribe fat i og skære deres bytte op. På samme måde fik byttedyr efterhånden evolutionære egenskaber til at afværge rovdyr. De udviklede modtilpasninger og forsvarsstrategier som f.eks. thanatose, alarmkald, advarselsfarve, pigge, kemikalier, mimik og camouflage. Eksempler på dyr med et rovdyr-bytte-forhold er edderkopper og fluer, løve og zebra, bjørn og fisk samt ræv og kanin. 2) Apex rovdyr er rovdyr, hvor intet dyr er bytte for dem. Spækhuggere er et eksempel herpå. Deres marine byttedyr er fisk, sæler og delfiner.
Det er dog ikke alle rovdyr, der udelukkende har en kost bestående af kød. Deres kost kan også omfatte plantematerialer. Dyr, der lever af både planter og dyr, kaldes omnivorer. Omnivorer kan også få deres næring fra svampe, alger og bakterier. 3) Sammenlignet med andre dyregrupper som kødædere og planteædere mangler omnivorerne udprægede specialiseringer i at skaffe og forarbejde føde. 4) Eksempler på omnivorer er chimpanser, orangutanger, gorillaer, svin, de fleste bjørne, pindsvin, pindsvin, opossum, stinkdyr, dovendyr, egern, mus, rotter, gnavere, vaskebjørne og mange andre. Disse dyr lever af mere end ét trofisk niveau. De fleste mennesker er altædere. Nogle af dem foretrækker dog at spise en plantebaseret (vegansk) kost.
Karnivore planter (f.eks. insektædende planter som Venusfluefang og kandeplante) kan også inkluderes i denne gruppe. Disse planter er i stand til at foretage rovdrift som et andet middel til at skaffe næringsstoffer ud over fotosyntesen. Marine organismer, der lever af zooplankton, betragtes også som sekundære forbrugere. Eksempler herpå er krabber, hvaler og hummere.
Andre trofiske niveauer
Den organisme, der lever af en sekundær forbruger, kaldes en tertiær forbruger, og den, der spiser af en tertiær forbruger, betegnes som en kvartær forbruger. De tertiære forbrugere og de kvaternære forbrugere indtager henholdsvis trofisk niveau 4 og 5.
Nedbrydere
Det sidste af de trofiske niveauer indtages af nedbrydere, f.eks. detritivorer. De lever af dødt plante- og dyremateriale. Detritivorer er nedbrydere, der specifikt fragmenterer for at fortære deres føde. Eksempler på detritivorer er orme, tusindben, møgfluer, skovlus og snegle. Andre nedbrydere er bl.a. svampe og bakterier. De forbruger næringsstoffer på molekylært niveau i modsætning til andre forbrugere, der spiser deres føde og fordøjer den. Disse nedbrydere er afhængige af let tilgængelige næringsstoffer i den enkleste form, f.eks. materialer, der er blevet fordøjet, eller substrater, der stammer fra døde eller rådnende organismer. Parasitter, der lever af tilgængelige organiske materialer, men som ikke nødvendigvis dræber værten, kan også indgå i denne gruppe.
Deskompositører indtager det sidste trofiske niveau eller toppen af den økologiske pyramide. De mest almindelige nedbrydere er svampe. De er de første igangsættere af nedbrydningen. De har enzymer og andre forbindelser til at nedbryde biomolekyler fra afdøde organismer. Bakterier har også enzymer, der nedbryder organiske forbindelser til enklere former. Efter nedbrydningsprocessen handler detritivorerne derefter på resterne, idet de leder efter detritus eller nedbrydeligt organisk materiale. Nedbrydernes rolle i økosystemet er afgørende, da det er dem, der nedbryder det organiske stof fra døde organismer, hvor en del af dem vender tilbage til jorden som en geokemisk komponent.
Planktoner
Planktoner er mikroskopiske organismer, der lever på vandlevende levesteder. Nogle af dem er fotosyntetiske og andre er heterotrofe organismer. De kan således være fordelt på forskellige trofiske niveauer i fødekæden eller den økologiske pyramide. De organismer, der er i stand til at foretage fotosyntese, f.eks. fytoplankton, betragtes som producenter. Heterotrofe planktoner, som f.eks. zooplanktoner, kan være forbrugere, da de lever af andre planktoner. (5)
Biomasseoverførselseffektivitet
Biomasse i en økologisk pyramide tabes gradvist fra bunden og opad. Den største biomassemængde findes på det trofiske bundniveau, der omfatter producenterne. Da de primære forbrugere er afhængige af producenterne for at kunne ernære sig, vil producenternes biomasse derfor være en begrænsende faktor for biomassen hos de primære forbrugere. På samme måde er de sekundære forbrugere afhængige af de primære forbrugere, og deres biomasse vil derfor også blive påvirket af den tilgængelige biomassemængde fra de primære forbrugere. I et økosystem er det således normalt at finde en biomassepyramide, hvor det første trofiske niveau er bredest, mens det øverste trofiske niveau er smallest. Fordelingen af biomasse i et økosystem har betydning for økosystemets stabilitet. Hvis der er tale om en omvendt pyramide, kan økosystemet bryde sammen, når der er flere forbrugere end primærproducenter.
Betydning
Overvågning af de trofiske niveauer er vigtig for at få en forståelse af de indbyrdes relationer mellem organismer samt de økologiske processer, der foregår i et økosystem. På den måde kan omfanget af planteædelighed, prædation og nedbrydningsprocesser bruges til at kende et økosystems status og stabilitet.
Se også
- Økologisk pyramide
- Fødekæde
- Fødevarevæv
- Autotrof
- Konsument
- Herbivore
- Predator
- Predator
- Carnivore
- Decomposer
- Preisser, E. (2008). Trofisk struktur. Encyclopedia of Ecology, 3608-3616. https://doi.org/10.1016/b978-008045405-4.00558-9
- Predator-Prey Relationships – New England Complex Systems Institute. (2014). New England Complex Systems Institute. Hentet 16. november 2019 fra New England Complex Systems Institute websted: https://necsi.edu/predator-prey-relationships
- “Omnivore”. National Geographic Education. National Geographic Society. Hentet fra http://education.nationalgeographic.com/education/encyclopedia/omnivore/?ar-a=4&ar-r=3
- McArdle, Ph.D., John (maj-juni 1991). “Mennesker er altædere”. Vegetarian Journal (The Vegetarian Resource Group).
- Er plankton en producent eller nedbryder? (2019). Hentet fra Reference website: https://www.reference.com/pets-animals/plankton-producer-decomposer-b38db29bb175772b
