Nivel trofic

Nivelul trofic – definiție

În ecologie, un nivel trofic se referă la o poziție într-un lanț trofic sau piramidă ecologică ocupată de un grup de organisme cu un mod de hrănire similar. Un lanț trofic se referă la ierarhia în care organismele dintr-un ecosistem sunt grupate în niveluri trofice (nutriționale). Nivelurile trofice sunt prezentate într-o serie sau o succesiune pentru a reprezenta fluxul de energie alimentară și relațiile de hrănire dintre ele. O piramidă ecologică, la rândul său, reprezintă biomasa sau fluxul de energie dintr-un ecosistem. Atât lanțul trofic, cât și piramida ecologică încep de la nivelul trofic 1, care este alcătuit din producătorii primari. Următorul grup trofic este alcătuit din organisme care se hrănesc cu producătorii primari pentru a obține nutriție. Apoi, grupurile următoare sunt alcătuite fiecare din grupuri de organisme care se hrănesc cu grupul anterior. Succesiunea nivelurilor trofice poate avea loc într-un lanț unidirecțional sau în trasee trofice mai complicate, numite rețele trofice. O rețea trofică este formată din mai multe lanțuri trofice care sunt legate între ele. Majoritatea ecosistemelor au o structură complexă de tip pânză mai degrabă decât un lanț direct de ce mănâncă ce.

Definiția nivelului trofic

Un nivel trofic se referă la un nivel sau o poziție într-un lanț trofic, o rețea trofică sau o piramidă ecologică. Este ocupat de un grup de organisme care au un mod similar de hrănire.

Etimologie

Termenul trofic provine din grecescul trophē, care înseamnă „hrană”.

Categorii

Nivelurile trofice au două categorii majore: autotrofele și heterotrofele. Autotrofele sunt organisme care pot produce materie organică din materie anorganică. Deoarece își pot produce singure hrana și nu au nevoie să se hrănească cu alte organisme, ele sunt denumite și producătorii unui ecosistem. Heterotrofele sunt organisme care obțin materia organică direct prin consum. Spre deosebire de autotrofe, acestea nu au capacitatea de a-și fabrica hrana din surse anorganice. Astfel, ele vânează sau adună hrană de la alte organisme. Prin urmare, heterotrofele sunt denumite consumatori. Aceștia pot fi grupați în continuare în consumatori primari, consumatori secundari, consumatori terțiari și așa mai departe. Consumatorii primari sunt compuși din organismele care mănâncă plante, numite erbivore. Consumatorii secundari se hrănesc cu consumatorii primari. Consumatorii terțiari se hrănesc cu consumatorii secundari și așa mai departe. Ultimul grup, numit reducători, se hrănește cu materie organică moartă. Aceștia includ detritivorii și descompunătorii.

Structura trofică

O structură trofică se referă la împărțirea biomasei între diferitele niveluri trofice. Ea este controlată în principal de biomasa producătorilor primari. Producătorii primari influențează eficiența transferului între nivelurile trofice, deoarece ei furnizează în mod esențial energia și aportul de nutrienți. În afară de aceștia, un alt factor important este componenta de sus în jos. Aceasta din urmă include prădătorii. Consumul acestora suprimă nivelurile trofice inferioare. Într-un fel, prădătorii îi ajută pe producătorii primari prin controlul sau limitarea erbivoriei excesive prin prădare. Aceștia servesc drept control biologic al nivelurilor trofice inferioare. Un alt mod prin care prădătorii sunt capabili să promoveze productivitatea primară este prin competiția intraspecifică. Atât producătorii primari, cât și prădătorii sunt factori importanți pentru controlul reglator.(1)

Piramida nivelurilor trofice

O piramidă energetică este o prezentare a nivelurilor trofice dintr-un ecosistem. Energia de la soare este transferată prin ecosistem prin trecerea prin diferite niveluri trofice. Aproximativ 10% din energie ass transferă de la un nivel trofic la altul, prevenind astfel cantități mari de niveluri trofice. Trebuie să existe cantități mai mari de biomasă la baza piramidei pentru a susține cerințele de energie și biomasă ale nivelurilor trofice superioare.
O piramidă ecologică este adesea reprezentată ca o piramidă a nivelurilor trofice. Este o reprezentare grafică în forma unei piramide alcătuită din plante și animale dintr-un anumit ecosistem. Forma indică faptul că nivelul trofic inferior este alcătuit din organisme care își pot produce singure hrana prin intermediul surselor disponibile din mediul înconjurător. Acestea nu se hrănesc cu alte organisme pentru a-și asigura necesarul nutrițional. Astfel, ele reprezintă baza. Această porțiune a piramidei este formată din producători. Pe măsură ce nivelurile trofice urcă, se conturează spre vârf. Această formă de piramidă descrie biomasa din fiecare nivel trofic. Biomasa reprezintă cantitatea de materie vie sau organică dintr-un organism. Baza prezintă cea mai mare biomasă și apoi scade în cantitate pe măsură ce se urcă spre vârf. Aceasta este cea mai frecventă structură din ecosisteme. Cu toate acestea, există și cazuri în care apare o piramidă inversată. Aceasta din urmă rezultă atunci când greutatea combinată a producătorilor este mai mică decât greutatea combinată a consumatorilor.
Piramida ecologică este, de asemenea, denumită uneori și piramida energetică. Acest lucru se datorează faptului că ea descrie în mod similar energia nivelurilor trofice, adică fluxul de energie prin diferitele niveluri trofice. Cea mai mare energie se găsește adesea la baza pe care o ocupă producătorii. Pe măsură ce structurile trofice progresează spre vârf, fluxul de energie este descris ca scăzând de la bază spre vârf.

Exemple de niveluri trofice

Nivelul 1: producătorii

Nivelul trofic 1 este format din producătorii primari. Aceștia se găsesc la baza unei piramide ecologice. Un lanț trofic ar începe la fel de bine la nivelul trofic 1. Nivelul trofic 1 este ocupat de plante și alge. Caracteristica fundamentală a organismelor din nivelul trofic 1 este capacitatea lor de a-și produce propria hrană din materiale abiotice. Plantele, de exemplu, sunt capabile să își fabrice hrana prin fotosinteză. Acest proces poate fi simplificat în această ecuație: 6CO2+12H2O+energy=C6H12O6+6O2+6H2O. Aceasta înseamnă că fotosinteza este un proces în care dioxidul de carbon (CO2), apa (H2O) și energia luminoasă sunt utilizate pentru a sintetiza un carbohidrat bogat în energie precum glucoza (C6H12O6) și pentru a produce oxigen (O2) ca produs secundar. Din punct de vedere structural, plantele și algele au structuri celulare care captează lumina, numite cloroplaste. În interiorul cloroplastelor se află pigmenți fotosintetici (clorofila) care pot absorbi energia luminoasă.

Nivelul 2: consumatorii primari

Următorul nivel trofic într-un lanț trofic sau într-o piramidă ecologică este nivelul trofic 2. În acest nivel, organismele care îl ocupă se hrănesc cu producătorii primari și se numesc consumatori primari. Animalele care se hrănesc cu materii vegetale se numesc ierbivore. Acestea au caracteristici anatomice și fiziologice care le fac să fie adaptate la o dietă vegetală. În mod obișnuit, acestea au organe bucale care le permit să răzuiască sau să macine materialele vegetale. De exemplu, acestea au dinți largi și plat pentru a măcina frunzele și scoarța de copac. De asemenea, au o floră intestinală (formată din protozoare sau bacterii care digeră celuloza) care ajută la digestia materialelor celulozice. Exemple de erbivore sunt caii, bovinele și caprele.

Nivelul 3: consumatori secundari

Consumatorii secundari sunt cuprinși de animale care se hrănesc cu consumatori primari. Organismele care mănâncă alte animale se numesc carnivore (sau prădători). Prădătorii ocupă nivelul trofic 3 al unui lanț trofic sau al unei piramide ecologice. Predarea este o interacțiune într-un ecosistem în care un prădător vânează sau prinde, ucide și mănâncă prada. La rândul lor, prădătorii sunt adaptați din punct de vedere anatomic și fiziologic pentru o dietă animală. Deoarece consumul de pradă ar putea implica urmărirea sau ambuscada, aceștia dispun adesea de simțuri avansate pentru vedere, auz, atingere sau miros. De asemenea, aceștia ar putea folosi camuflajul sau mimetismul pentru a nu fi observați de potențialele prăzi. Au colți, gheare ascuțite și fălci puternice pentru a-și prinde și tăia prada. În mod similar, prăzile au dobândit în cele din urmă caracteristici evolutive pentru a zădărnici prădătorii. Acestea au dezvoltat contraadaptări și strategii de apărare, cum ar fi thanatoza, strigătele de alarmă, colorația de avertizare, spinii, substanțele chimice, mimetismul și camuflajul. Exemple de animale cu relații prădător-prădător sunt păianjenii și muștele, leul și zebra, ursul și peștele și vulpea și iepurele(2) Prădătorii de vârf sunt prădători în cazul cărora niciun animal nu îi prădează. Balenele ucigașe sunt un exemplu. Prădătorii lor marini sunt peștii, focile și delfinii.
Nu toți prădătorii au însă o dietă exclusiv din carne. Dieta lor poate include și materiale vegetale. Animalele care se hrănesc atât cu plante cât și cu animale se numesc omnivore. Omnivorele își pot obține hrana și din ciuperci, alge și bacterii.(3) În comparație cu alte grupuri de animale, cum ar fi carnivorele și erbivorele, omnivorele nu au specializări distinctive în ceea ce privește dobândirea și prelucrarea hranei.(4) Exemple de omnivore sunt cimpanzeii, urangutanii, gorilele, porcii, majoritatea urșilor, aricii, oposumii, sconcșii, leneșii, veverițele, șoarecii, șobolanii, șobolanii, rozătoarele, ratonii și multe altele. Aceste animale se hrănesc cu mai mult de un nivel trofic. Majoritatea oamenilor sunt omnivori. Cu toate acestea, unii dintre ei preferă să aibă o dietă bazată pe plante (vegană).
Plantele carnivore (de exemplu, plantele insectivore, cum ar fi capcana lui Venus și planta ulcior) pot fi, de asemenea, incluse în acest grup. Aceste plante sunt capabile să prădeze ca un alt mijloc de a obține nutrienți în afară de fotosinteză. Organismele marine care se hrănesc cu zooplancton sunt, de asemenea, considerate consumatori secundari. Printre exemple se numără crabii, balenele și homarii.

Alte niveluri trofice

Organismul care se hrănește cu un consumator secundar se numește consumator terțiar, iar cel care se hrănește cu un consumator terțiar este denumit consumator cuaternar. Consumatorii terțiari și consumatorii cuaternari ocupă nivelurile trofice 4 și, respectiv, 5.

Descompunători

Ultimul nivel trofic este ocupat de către descompozitori, cum ar fi detritivorii. Aceștia se hrănesc cu materii vegetale și animale moarte. Detritivorii sunt descompozitori care se fragmentează în mod specific pentru a-și consuma hrana. Exemple de detritivori sunt viermii, miriapodele, muștele de bălegar, ploșnițele și melcii. Printre alți descompozitori se numără ciupercile și bacteriile. Aceștia consumă nutrienți la nivel molecular, spre deosebire de alți consumatori care își mănâncă hrana și o digeră. Acești descompunători se bazează pe nutrienți ușor disponibili în cea mai simplă formă, de exemplu, materiale care au fost digerate sau substraturi derivate din organisme decedate sau în putrefacție. Paraziții care se hrănesc cu materiale organice disponibile, dar care nu ucid neapărat gazda, pot fi, de asemenea, incluși în acest grup.
Decompozitorii ocupă ultimul nivel trofic sau vârful piramidei ecologice. Cei mai comuni descompozitori sunt ciupercile. Aceștia sunt primii instigatori ai descompunerii. Ei au enzimele și alți compuși pentru a descompune biomoleculele organismului decedat. Bacteriile au, de asemenea, enzime care descompun compușii organici în forme mai simple. După procesul de descompunere, detritivorii acționează asupra resturilor, căutând detritusul sau materia organică în descompunere. Rolul descompunătorilor în ecosistem este vital, deoarece ei sunt cei care descompun materia organică a organismelor moarte, unde o parte din ei se întoarce pe pământ ca o componentă geochimică.

Planctonii

Planctonii sunt organisme microscopice care trăiesc în habitatele acvatice. Unele dintre ele sunt fotosintetice, iar altele sunt heterotrofe. Astfel, ele pot fi distribuite la diferite niveluri trofice în lanțul trofic sau în piramida ecologică. Cei care sunt capabili de fotosinteză, cum ar fi fitoplanctonul, sunt considerați producători. Planctonii heterotrofi, cum ar fi zooplanctonul, pot fi consumatori, deoarece se hrănesc cu alte planctonii. (5)

Eficiența transferului de biomasă

Biomasa într-o piramidă ecologică se pierde progresiv de jos în sus. Cea mai mare cantitate de biomasă se găsește la nivelul trofic de bază care include producătorii. Deoarece consumatorii primari depind de producători pentru a se întreține, cantitatea de biomasă a producătorilor ar fi, prin urmare, un factor de limitare a biomasei consumatorilor primari. De asemenea, consumatorii secundari depind de consumatorii primari și, prin urmare, biomasa lor ar fi, de asemenea, afectată de cantitatea de biomasă disponibilă a consumatorilor primari. Astfel, într-un ecosistem, se întâlnește de obicei o piramidă a biomasei în care primul nivel trofic este cel mai larg, în timp ce nivelul trofic cel mai înalt este cel mai îngust. Distribuția biomasei într-un ecosistem implică stabilitatea ecosistemului. Dacă în cazul unei piramide inversate, ecosistemul ar putea eșua atunci când există mai mulți consumatori decât producători primari.

Semnificație

Monitorizarea nivelurilor trofice este esențială pentru a obține o înțelegere a interrelațiilor dintre organisme, precum și a proceselor ecologice care au loc în cadrul unui ecosistem. În acest fel, amploarea proceselor de erbivorie, de prădare și de descompunere ar putea fi utilizată pentru a cunoaște starea și stabilitatea unui ecosistem.

Vezi și

• Piramida ecologică
• Clanțul trofic
• Relația alimentară
• Relația alimentară
• Autotrof
• Consumator

.

• Herbivor
• Predator
• Carnivor
• Decompozitor

1. Prezer, E. (2008). Structura trofică. Enciclopedia de ecologie, 3608-3616. https://doi.org/10.1016/b978-008045405-4.00558-9
2. Predator-Prey Relationships – New England Complex Systems Institute. (2014). New England Complex Systems Institute. Retrieved November 16, 2019, from New England Complex Systems Institute website: https://necsi.edu/predator-prey-relationships
3. „Omnivore”. National Geographic Education. National Geographic Society. Retrieved from http://education.nationalgeographic.com/education/encyclopedia/omnivore/?ar-a=4&ar-r=3
4. McArdle, Ph.D., John (mai-iunie 1991). „Humans are Omnivores” (Oamenii sunt omnivori). Vegetarian Journal (The Vegetarian Resource Group).
5. Is Plankton a Producer or Decomposer? (2019). Retrieved from Reference website: https://www.reference.com/pets-animals/plankton-producer-decomposer-b38db29bb175772b