먹이 사슬 : 요소, 먹이 피라미드 및 예 - 생물학 - 2025

식품 또는 영양 체인은 지역 사회의 일부인 다른 종 사이의 소비 상호 작용의 관점에서, 존재하는 여러 개의 연결의 그래픽 표현입니다.

영양 사슬은 연구 된 생태계에 따라 매우 다양하며 그곳에 존재하는 다양한 영양 수준으로 구성됩니다. 각 네트워크의 기반은 주요 생산자에 의해 형성됩니다. 이들은 광합성이 가능하여 태양 에너지를 포착합니다.

출처 : Roddelgado, Wikimedia Commons

연속적인 수준의 사슬은 종속 영양 생물로 구성됩니다. 초식 동물은 식물을 소비하고 이들은 육식 동물에 의해 소비됩니다.

어떤 경우에는 동물이 광범위한 식단을 가지고 있기 때문에 네트워크의 관계는 완전히 선형이 아닙니다. 예를 들어 육식 동물은 육식 동물과 초식 동물을 먹을 수 있습니다.

먹이 사슬의 가장 두드러진 특징 중 하나는 에너지가 한 수준에서 다른 수준으로 전달되는 비 효율성입니다. 이 중 대부분은 열의 형태로 손실되며 약 10 % 만 통과합니다. 이러한 이유로 먹이 사슬은 확장되고 다단계로 확장 될 수 없습니다.

에너지는 어디에서 오는가?

유기체가 수행하는 모든 활동에는 물, 육지 또는 공기의 움직임에서 세포 수준의 분자 이동에 이르기까지 에너지가 필요합니다.

이 모든 에너지는 태양에서 나옵니다. 지속적으로 지구로 방사되는 태양 에너지는 생명을 공급하는 화학 반응으로 변환됩니다.

이런 식으로 생명을 허용하는 가장 기본적인 분자는 영양분의 형태로 환경에서 얻어집니다. 보존 된 화학적 영양소와는 대조적으로.

따라서 생태계의 에너지 흐름을 제어하는 ​​두 가지 기본 법칙이 있습니다. 첫 번째는 에너지가 한 방향으로 만 이동하는 지속적인 흐름을 통해 두 생태계의 한 커뮤니티에서 다른 커뮤니티로 전달된다는 것을 설정합니다. 태양 광 에너지를 대체 할 필요가 있습니다.

두 번째 법칙은 영양소가 지속적으로주기를 거치며 동일한 생태계 내에서 그리고 그들 사이에서도 반복적으로 사용된다는 것을 말합니다.

두 법칙 모두 에너지의 통과를 조절하고 집단 간, 공동체 간 및 이러한 생물학적 개체와 비 생물 적 환경 사이에 존재하는 복잡한 상호 작용 네트워크를 형성합니다.

그것을 구성하는 요소

출처 : Wikimedia commons. 저자 : Evamaria1511

매우 일반적인 방식으로, 유기적 존재는 그들이 개발, 유지 및 번식하기 위해 에너지를 얻는 방식에 따라 독립 영양 생물과 종속 영양 생물로 분류됩니다.

독립 영양 생물

첫 번째 그룹 인 독립 영양 생물은 태양 에너지를 가져와 유기 분자에 저장된 화학 에너지로 변환 할 수있는 개인을 포함합니다.

다시 말해, 독립 영양 생물은 음식을 생성 할 수 있기 때문에 생존을 위해 음식을 소비 할 필요가 없습니다. 그들은 또한 종종 "생산자"라고도 불립니다.

가장 잘 알려진 독립 영양 유기체 그룹은 식물입니다. 그러나 조류 및 일부 박테리아와 같은 다른 그룹도 존재합니다. 이것들은 광합성 과정을 수행하는 데 필요한 모든 대사 기계를 가지고 있습니다.

지구에 동력을 공급하는 에너지 원인 태양은 수소 원자를 결합하여 헬륨 원자를 형성하여 그 과정에서 엄청난 양의 에너지를 방출합니다.

이 에너지의 극히 일부만이 열, 빛, 자외선의 전자기파로 지구에 도달합니다.

양적 측면에서 지구에 도달하는 에너지의 대부분은 대기, 구름 및 지구 표면에 의해 반사됩니다.

이 흡수 이벤트 후 약 1 %의 태양 에너지를 사용할 수 있습니다. 지구에 도달하는이 양 중 식물 및 기타 유기체는 3 %를 포획합니다.

종속 영양 생물

두 번째 그룹은 종속 영양 생물로 구성됩니다. 그들은 광합성을 할 수 없으며 적극적으로 음식을 찾아야합니다. 따라서 먹이 사슬의 맥락에서 그들은 소비자라고 불립니다. 나중에 어떻게 분류되는지 살펴 보겠습니다.

개별 생산자가 저장 한 에너지는 커뮤니티를 구성하는 다른 유기체의 처분에 달려 있습니다.

분해자

유사하게 영양 사슬의 "실"을 구성하는 유기체가 있습니다. 이들은 분해자 또는 파편 먹는 사람입니다.

분해자는 땅에 떨어지는 잎과 시체와 같이 빈번한 폐기물이 축적되는 환경에 사는 이질적인 작은 동물 및 원생 생물 그룹으로 구성됩니다.

우리가 발견 한 가장 뛰어난 유기체 중에는 지렁이, 진드기, myriapods, 원생 생물, 곤충, 갑각류, 선충류, 심지어 독수리로 알려진 갑각류가 있습니다. 이 날아 다니는 척추 동물을 제외하고 나머지 유기체는 폐기물 퇴적물에서 매우 흔합니다.

생태계에서의 역할은 죽은 유기물에 저장된 에너지를 추출하여 더 발전된 분해 상태로 배출하는 것입니다. 이 제품은 다른 분해 유기체의 음식으로 사용됩니다. 주로 버섯처럼.

이러한 에이전트의 분해 작업은 모든 생태계에서 필수적입니다. 우리가 모든 분해자를 제거하면 시체와 기타 물질이 갑자기 축적됩니다.

이 몸에 저장된 영양소가 손실되는 것 외에도 토양에 영양분을 공급할 수 없습니다. 따라서 토양의 질이 손상되면 식물의 수명이 급격히 감소하여 1 차 생산 수준이 종료됩니다.

영양 수준

먹이 사슬에서 에너지는 한 수준에서 다른 수준으로 전달됩니다. 언급 된 각 범주는 영양 수준을 구성합니다. 첫 번째는 다양한 생산자 (모든 종류의 식물, 시아 노 박테리아 등)로 구성됩니다.

반면에 소비자는 여러 영양 수준을 차지합니다. 식물만을 먹는 사람들은 두 번째 영양 수준을 형성하며 일차 소비자라고합니다. 이것의 예는 모두 초식 동물입니다.

2 차 소비자는 육식 동물로 구성되어 있습니다. 이들은 포식자이며 그들의 먹이는 주로 주요 소비자입니다.

마지막으로 3 차 소비자가 형성하는 또 다른 수준이 있습니다. 여기에는 2 차 소비자에게 속한 다른 육식 동물을 먹이로 삼는 육식 동물 그룹이 포함됩니다.

네트워크 패턴

먹이 사슬은식이 측면에서 생물학적 공동체에서 종의 관계를 설명하려는 그래픽 요소입니다. 교훈적인 용어로,이 네트워크는 "누가 무엇을 또는 ​​누구를 먹느냐"를 노출합니다.

각 생태계는 고유 한 먹이 그물을 제공하며 다른 유형의 생태계에서 찾을 수있는 것과 크게 다릅니다. 일반적으로 먹이 사슬은 육상 생태계보다 수생 생태계에서 더 복잡한 경향이 있습니다.

먹이 그물은 선형이 아닙니다

본질적으로 1 차, 2 차 및 3 차 소비자 간의 경계를 정확하게 정의하기가 매우 어렵 기 때문에 상호 작용의 선형 네트워크를 찾을 것으로 기 대해서는 안됩니다.

이러한 상호 작용 패턴의 결과는 시스템 구성원간에 여러 연결이있는 네트워크가됩니다.

예를 들어, 일부 곰, 설치류, 심지어 우리 인간조차도 "잡식성"이기 때문에 먹이 범위가 넓습니다. 사실 라틴어는 "누가 모든 것을 먹는지"를 의미합니다.

따라서이 동물 그룹은 경우에 따라 1 차 소비자로, 나중에 2 차 소비자로, 또는 그 반대로 행동 할 수 있습니다.

다음 단계로 넘어 가면 육식 동물은 일반적으로 초식 동물이나 다른 육식 동물을 먹습니다. 따라서 2 차 및 3 차 소비자로 분류됩니다.

이전 관계를 예시하기 위해 올빼미를 사용할 수 있습니다. 이 동물들은 작은 초식 설치류를 먹일 때 2 차 소비자입니다. 그러나 그들이 식 충성 포유류를 섭취하면 제 3의 소비자로 간주됩니다.

예를 들어 육식 식물과 같이 네트워크를 더욱 복잡하게 만드는 극단적 인 경우가 있습니다. 그들은 생산자이지만 먹이에 따라 소비자로 분류됩니다. 거미라면 2 차 생산자이자 소비자가 될 것입니다.

에너지 전달

Wikimedia Commons의 LadyofHats

생산자에게 에너지 전달

한 영양 수준에서 다음 수준으로 에너지가 전달되는 것은 매우 비효율적 인 사건입니다. 이것은 에너지 사용이 결코 완전히 효율적이지 않다는 열역학의 법칙과 밀접한 관련이 있습니다.

에너지 전달을 설명하기 위해 일상 생활에서 발생하는 이벤트를 예로 들어 보겠습니다. 자동차로 휘발유를 태우는 것입니다. 이 과정에서 방출되는 에너지의 75 %가 열의 형태로 손실됩니다.

우리는 동일한 모델을 살아있는 존재에게 외삽 할 수 있습니다. 근육 수축에 사용하기 위해 ATP 결합이 끊어지면 프로세스의 일부로 열이 생성됩니다. 이것은 세포의 일반적인 패턴이며 모든 생화학 반응은 소량의 열을 생성합니다.

다른 레벨 간의 에너지 전달

마찬가지로 한 영양 수준에서 다른 영양 수준으로의 에너지 전달은 상당히 낮은 효율성으로 수행됩니다. 초식 동물이 식물을 섭취하면 독립 영양 생물이 포착 한 에너지의 일부만 동물에게 전달 될 수 있습니다.

이 과정에서 식물은 성장에 에너지의 일부를 사용했고 상당 부분이 열로 손실되었습니다. 또한 태양 에너지의 일부는 셀룰로오스와 같이 초식 동물이 소화 할 수 없거나 사용할 수없는 분자를 만드는 데 사용되었습니다.

같은 예에 따라 초식 동물이 식물의 소비로 얻은 에너지는 유기체 내에서 여러 이벤트로 나뉩니다.

이것의 일부는 동물의 일부, 예를 들어 절지 동물 인 경우 외골격을 만드는 데 사용됩니다. 이전 수준과 동일한 방식으로 열 손실이 많이 발생합니다.

세 번째 영양 수준은 위의 가상 절지 동물을 소비 할 개인으로 구성됩니다. 두 개의 상위 수준에 적용한 것과 동일한 에너지 논리가이 수준에도 적용됩니다. 에너지의 대부분은 열로 손실됩니다. 이 기능은 체인이 걸릴 수있는 길이를 제한합니다.

영양 피라미드

영양 피라미드는 이전 섹션에서 논의한 관계를 더 이상 연결 네트워크가 아니라 여러 수준을 피라미드의 단계로 그룹화하여 그래픽으로 나타내는 특별한 방법입니다.

그것은 피라미드의 각 직사각형으로 각 영양 수준의 상대적인 크기를 통합하는 특성을 가지고 있습니다.

기본에는 1 차 생산자가 표시되며 그래프를 위로 이동하면 나머지 레벨이 1 차, 2 차 및 3 차 소비자와 같이 오름차순으로 나타납니다.

계산에 따르면 상위 단계와 비교하면 각 단계가 약 10 배 더 높습니다. 이러한 계산은 한 수준에서 다른 수준으로의 이동이 해당 값에 가까운 에너지 변환을 의미하기 때문에 잘 알려진 10 % 규칙에서 파생됩니다.

예를 들어, 바이오 매스로 저장되는 에너지 수준이 연간 평방 미터당 20,000 킬로 칼로리라면 상위 수준에서는 2,000, 다음 200에서는 4 차 소비자에게 도달 할 때까지 계속됩니다.

유기체의 대사 과정에서 사용되지 않는 에너지는 폐기 된 유기물 또는 토양에 저장된 바이오 매스를 나타냅니다.

영양 피라미드의 유형

그 안에 표현되는 것에 따라 다양한 유형의 피라미드가 있습니다. 이는 바이오 매스, 에너지 (위에 언급 된 예에서와 같이), 생산, 유기체 수 등의 측면에서 수행 될 수 있습니다.

예

전형적인 민물 수중 먹이 사슬은 그곳에 사는 방대한 양의 녹조류에서 시작됩니다. 이 수준은 기본 생산자를 나타냅니다.

가상의 예에서 주요 소비자는 연체 동물입니다. 2 차 소비자에는 연체 동물을 먹는 어종이 포함됩니다. 예를 들어, 칙칙한 조각 종 (Cottus cognatus).

마지막 수준은 3 차 소비자로 구성됩니다. 이 경우, 칙칙한 조각은 연어의 종인 킹 연어 또는 Oncorhynchus tshawytscha에 의해 소비됩니다.

네트워크의 관점에서 볼 수 있다면 초기 생산자 단계에서 녹조류, 모든 규조류, 청록 조류 등을 고려해야합니다.

따라서 더 많은 요소 (갑각류, 로티퍼 및 여러 종의 물고기)가 통합되어 상호 연결된 네트워크를 형성합니다.

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