Trofisk nivå

Trofisk nivå – definition

Inom ekologin avser en trofinivå en position i en näringskedja eller en ekologisk pyramid som upptas av en grupp organismer med liknande födosökssätt. En näringskedja avser den hierarki där organismerna i ett ekosystem grupperas i trofiska (näringsmässiga) nivåer. De trofiska nivåerna visas i en serie eller en följd för att representera flödet av födoämnesenergi och de näringsmässiga relationerna mellan dem. En ekologisk pyramid representerar i sin tur biomassan eller energiflödet i ett ekosystem. Både näringskedjan och den ekologiska pyramiden börjar på trofinivå 1, som består av primärproducenter. Nästa trofiska grupp består av organismer som livnär sig på primärproducenterna för att få näring. De efterföljande grupperna består sedan var och en av grupper av organismer som livnär sig på gruppen före dem. De trofiska nivåerna kan följa varandra i en enkelriktad kedja eller i mer invecklade trofiska banor som kallas näringsväv. En näringsväv består av många näringskedjor som är sammankopplade med varandra. De flesta ekosystem har en komplex nätstruktur snarare än en direkt kedja av vad som äter vad.

Definition av trofinivå

En trofinivå avser en nivå eller en position i en näringskedja, en näringsväv eller en ekologisk pyramid. Den upptas av en grupp organismer som har ett liknande matningssätt.

Etymologi

Begreppet trofisk kommer från grekiskans trophē, som betyder ”föda”.

Kategorier

De trofiska nivåerna har två huvudkategorier: autotroferna och heterotroferna. Autotroferna är organismer som kan producera organiskt material från oorganiskt material. Eftersom de kan skapa sin egen mat och inte behöver livnära sig på andra organismer kallas de också för producenterna i ett ekosystem. De heterotrofa organismerna är organismer som får organiskt material direkt genom konsumtion. Till skillnad från autotroferna har de inte förmågan att tillverka sin föda från oorganiska källor. Därför jagar de eller samlar in mat från andra organismer. Heterotrofa organismer kallas därför för konsumenter. De kan vidare delas in i primära konsumenter, sekundära konsumenter, tertiära konsumenter och så vidare. De primära konsumenterna består av växtätande organismer som kallas herbivorer. De sekundära konsumenterna livnär sig på de primära konsumenterna. De tertiära konsumenterna livnär sig på de sekundära konsumenterna och så vidare. Den sista gruppen som kallas reducerare livnär sig på dött organiskt material. De omfattar detritivorer och nedbrytare.

Trofisk struktur

En trofisk struktur avser fördelningen av biomassa mellan olika trofiska nivåer. Den styrs främst av primärproducenternas biomassa. Primärproducenterna påverkar överföringseffektiviteten mellan de trofiska nivåerna eftersom de i huvudsak står för energi- och näringstillförseln. Utöver dem är en annan viktig faktor den uppifrån-och-ned-komponenten. Den senare omfattar rovdjuren. Deras konsumtion undertrycker de lägre trofiska nivåerna. På sätt och vis hjälper rovdjuren primärproducenterna genom att kontrollera eller begränsa överdriven herbivori genom predation. De fungerar som biologisk kontroll av de lägre trofiska nivåerna. Ett annat sätt för rovdjuren att främja primärproduktiviteten är genom intraspecifik konkurrens. Både primärproducenterna och rovdjuren är viktiga faktorer för den reglerande kontrollen. 1)

Trofisk nivåpyramid

En energipyramid är en presentation av de trofiska nivåerna i ett ekosystem. Energi från solen överförs genom ekosystemet genom att passera genom olika trofiska nivåer. Ungefär 10 % av energin ass överförs från en trofisk nivå till nästa, vilket förhindrar stora mängder trofiska nivåer. Det måste finnas större mängder biomassa i botten av pyramiden för att stödja de högre trofiska nivåernas behov av energi och biomassa.
En ekologisk pyramid avbildas ofta som en pyramid med trofiska nivåer. Det är en grafisk representation i form av en pyramid som består av växter och djur i ett visst ekosystem. Formen visar att den nedersta trofiska nivån består av organismer som kan skapa sin egen föda genom tillgängliga källor från miljön. De livnär sig inte på andra organismer för att tillgodose sina näringsbehov. De representerar således basen. Denna del av pyramiden består av producenter. Allteftersom de trofiska nivåerna stiger, smalnar den av mot toppen. Denna pyramidform visar biomassan i varje trofinivå. Biomassa är mängden levande eller organiskt material i en organism. Basen visar den största biomassan och minskar sedan i mängd när den rör sig uppåt mot toppen. Detta är den vanligaste strukturen i ekosystem. Det finns dock även fall där en omvänd pyramid förekommer. Den senare uppstår när den sammanlagda vikten av producenter är mindre än den sammanlagda vikten av konsumenter.
Den ekologiska pyramiden kallas ibland också för energipyramid. Detta beror på att den på liknande sätt avbildar de trofiska nivåernas energi, dvs. energiflödet genom de olika trofiska nivåerna. Den högsta energin finns ofta i den bas som producenterna intar. Allteftersom de trofiska strukturerna avancerar mot toppen avbildas energiflödet att minska från botten till toppen.

Exempel på trofiska nivåer

Nivå 1: producenter

Trofisk nivå 1 utgörs av primärproducenter. De återfinns vid basen av en ekologisk pyramid. En näringskedja skulle också börja på trofinivå 1. Den trofiska nivån 1 upptas av växter och alger. Det grundläggande kännetecknet för organismer på trofinivå 1 är deras förmåga att producera sin egen föda från abiotiska material. Växter kan till exempel tillverka sin föda genom fotosyntes. Denna process kan förenklas med denna ekvation: 6CO2+12H2O+energy=C6H12O6+6O2+6H2O. Det betyder att fotosyntes är en process där koldioxid (CO2), vatten (H2O) och ljusenergi används för att syntetisera en energirik kolhydrat som glukos (C6H12O6) och producera syre (O2) som en biprodukt. Växter och alger har strukturellt sett ljusinsamlande cellstrukturer som kallas kloroplaster. Inne i kloroplasterna finns fotosyntetiska pigment (klorofyll) som kan absorbera ljusenergi.

Nivå 2: Primärkonsumenter

Nästa trofiska nivå i en näringskedja eller en ekologisk pyramid är den trofiska nivån 2. På denna nivå livnär sig de organismer som upptar denna nivå på primärproducenterna och kallas primärkonsumenter. Djur som livnär sig på växtmaterial kallas växtätare. De har anatomiska och fysiologiska egenskaper som gör att de är anpassade till en växtdiet. De har vanligtvis mundelar som gör det möjligt för dem att raspa eller mala växtmaterial. De har till exempel breda, platta tänder för att slipa löv och bark. De har också en tarmflora (bestående av cellulosadigrerande protozoer eller bakterier) som hjälper dem att smälta cellulosamaterial. Exempel på växtätare är hästar, nötkreatur och getter.

Nivå 3: sekundära konsumenter

Sekundära konsumenter består av djur som livnär sig på primära konsumenter. Organismer som äter andra djur kallas köttätare (eller rovdjur). Rovdjur intar den trofiska nivån 3 i en näringskedja eller en ekologisk pyramid. Predation är en interaktion i ett ekosystem där ett rovdjur jagar eller fångar, dödar och äter ett byte. Rovdjur är i sin tur anatomiskt och fysiologiskt anpassade för en djurdiet. Eftersom bytesätandet kan innebära förföljelse eller bakhåll har rovdjuren ofta avancerade syn-, hörsel-, känsel- och luktsinnesfunktioner. De kan också använda sig av kamouflage eller mimik för att undvika att bli uppmärksammade av potentiella byten. De har huggtänder, vassa klor och starka käkar för att kunna gripa tag i och stycka sitt byte. På samma sätt fick bytena så småningom evolutionära egenskaper för att undvika rovdrift. De utvecklade motanpassningar och försvarsstrategier, t.ex. thanatos, larmsignaler, varningsfärgningar, taggar, kemikalier, mimik och kamouflage. Exempel på djur med ett rovdjurs- och bytesförhållande är spindlar och flugor, lejon och zebra, björn och fisk samt räv och kanin. 2) Topprovdjur är rovdjur där inget djur är ett byte för dem. Späckhuggare är ett exempel på detta. Deras marina byten är fisk, sälar och delfiner.
Inte alla rovdjur har dock en diet som uteslutande består av kött. Deras diet kan också innehålla växtmaterial. Djur som livnär sig på både växter och djur kallas omnivorer. Omnivorer kan också få sin näring från svampar, alger och bakterier. 3) Jämfört med andra djurgrupper som köttätare och växtätare saknar omnivorerna tydliga specialiseringar när det gäller att skaffa och bearbeta föda. 4) Exempel på omnivorer är schimpanser, orangutanger, gorillor, svin, de flesta björnar, igelkottar, opossum, stinkdjur, sengångare, ekorrar, möss, råttor, gnagare, tvättbjörnar och många andra. Dessa djur livnär sig på mer än en trofinivå. De flesta människor är allätare. Vissa föredrar dock att äta en växtbaserad (vegansk) kost.
Karnivoriska växter (t.ex. insektsätande växter som Venusfluga och krukmakarväxter) kan också ingå i denna grupp. Dessa växter har förmåga till predation som ett annat sätt att få näringsämnen vid sidan av fotosyntesen. Marina organismer som livnär sig på zooplankton betraktas också som sekundära konsumenter. Exempel är krabbor, valar och hummer.

Andra trofiska nivåer

Organismen som livnär sig på en sekundärkonsument kallas tertiärkonsument och den som äter på en tertiärkonsument kallas för kvartärkonsument. Tertiärkonsumenterna och kvartärkonsumenterna intar trofinivå 4 respektive 5.

Nedbrytare

Den sista trofinivån intas av nedbrytare, till exempel detritivorer. De livnär sig på döda växt- och djurdelar. Detritivorer är nedbrytare som specifikt fragmenterar för att konsumera sin föda. Exempel på detritivorer är maskar, tusenfotingar, dyngflugor, vedsvampar och sniglar. Andra nedbrytare är svampar och bakterier. De konsumerar näringsämnen på molekylär nivå till skillnad från andra konsumenter som äter sin mat och smälter den. Dessa nedbrytare förlitar sig på lätt tillgängliga näringsämnen i den enklaste formen, t.ex. material som har smälts eller substrat som härrör från döda eller ruttnande organismer. Parasiter som livnär sig på tillgängligt organiskt material men som inte nödvändigtvis dödar värden kan också ingå i denna grupp.
Dekompositörer intar den sista trofiska nivån eller toppen av den ekologiska pyramiden. De vanligaste nedbrytarna är svampar. De är de första som sätter igång nedbrytningen. De har enzymer och andra föreningar för att bryta ned biomolekyler från avlidna organismer. Bakterier har också enzymer som bryter ner organiska föreningar till enklare former. Efter nedbrytningsprocessen agerar detritivorerna sedan på kvarlevorna genom att leta efter detritus eller nedbrytbart organiskt material. Nedbrytarnas roll i ekosystemet är viktig eftersom det är de som bryter ner det organiska materialet från döda organismer där en del av dem återvänder till jorden som en geokemisk komponent.

Planktoner

Planktoner är mikroskopiska organismer som lever på vattenmiljöer. En del av dem är fotosyntetiska och andra är heterotrofa organismer. De kan således fördelas på olika trofiska nivåer i näringskedjan eller den ekologiska pyramiden. De som kan göra fotosyntes, t.ex. fytoplankton, betraktas som producenter. Heterotrofa planktoner, t.ex. zooplanktoner, kan vara konsumenter eftersom de livnär sig på andra planktoner. (5)

Biomassaöverföringseffektivitet

Biomassa i en ekologisk pyramid förloras successivt nerifrån och upp. Den största biomassamängden finns på den trofiska basnivån som omfattar producenterna. Eftersom de primära konsumenterna är beroende av producenterna för sin försörjning skulle producenternas biomassa därför vara en begränsande faktor för de primära konsumenternas biomassa. På samma sätt är sekundärkonsumenterna beroende av primärkonsumenterna och följaktligen påverkas deras biomassa också av den tillgängliga biomassan hos primärkonsumenterna. I ett ekosystem är det därför vanligt att finna en biomassapyramid där den första trofiska nivån är bredast medan den översta trofiska nivån är smalast. Fördelningen av biomassa i ett ekosystem har betydelse för ekosystemets stabilitet. Om det är fråga om en inverterad pyramid kan ekosystemet misslyckas när det finns fler konsumenter än primärproducenter.

Betydelse

Övervakning av de trofiska nivåerna är väsentlig för att få en förståelse för de inbördes relationerna mellan organismerna samt för de ekologiska processer som sker i ett ekosystem. På så sätt kan storleken på herbivori, predation och nedbrytningsprocesser användas för att känna till ett ekosystems status och stabilitet.

Se även

• Ekologisk pyramid
• Näringskedja
• Näringsväv
• Autotrofa
• Konsument

.

• Herbivore
• Predator
• Carnivore
• Decomposer

1. Preisser, E. (2008). Trofisk struktur. Encyclopedia of Ecology, 3608-3616. https://doi.org/10.1016/b978-008045405-4.00558-9
2. Predator-Prey-relationer – New England Complex Systems Institute. (2014). New England Complex Systems Institute. Hämtad den 16 november 2019 från webbplatsen för New England Complex Systems Institute: https://necsi.edu/predator-prey-relationships
3. ”Omnivor”. National Geographic Education. National Geographic Society. Hämtad från http://education.nationalgeographic.com/education/encyclopedia/omnivore/?ar-a=4&ar-r=3
4. McArdle, Ph.D., John (maj-juni 1991). ”Människor är allätare”. Vegetarian Journal (The Vegetarian Resource Group).
5. Is Plankton a Producer or Decomposer? (2019). Hämtad från referenswebbplats: https://www.reference.com/pets-animals/plankton-producer-decomposer-b38db29bb175772b