ANO ANG BATAS NG EKOLOHIKAL NA IKAPU O 10%? - BIOLOGY - 2024

Ang batas ng ikapu ng ekolohiya , batas sa ekolohiya o ng 10% ay nagtataas kung paano naglalakbay ang enerhiya sa paglalagay nito sa pamamagitan ng iba't ibang mga antas ng trophic. Madalas din na pinagtalo na ang Batas na ito ay simpleng direktang bunga ng pangalawang Batas ng Thermodynamics.

Ang enerhiya ng ekolohiya ay isang bahagi ng ekolohiya na nababahala sa pagsukat ng mga kaugnayan na nabalangkas natin sa itaas. Itinuturing na si Raymond Lindemann (partikular sa kanyang seminal na gawain ng 1942), ay ang nagtatag ng mga pundasyon ng lugar na ito ng pag-aaral.

Larawan 1. Trophic Network. Pinagmulan: Ni Thompsma, mula sa Wikimedia Commons

Ang kanyang gawain ay nakatuon sa mga konsepto ng kadena ng pagkain at web, at sa dami ng kahusayan sa paglipat ng enerhiya sa pagitan ng iba't ibang mga antas ng trophic.

Nagsisimula si Lindemann mula sa insidente ng solar radiation o enerhiya na natanggap ng isang komunidad, sa pamamagitan ng pagkuha na dala ng mga halaman sa pamamagitan ng fotosintesis at patuloy na sinusubaybayan ang nasabing pagkuha at ang kasunod na paggamit ng mga halamang gamot (pangunahing mga mamimili), pagkatapos ay sa pamamagitan ng mga carnivores (pangalawang mamimili) ) at sa wakas ng mga decomposer.

Ano ang batas sa ekolohikal na ikapu?

Matapos ang gawaing pangunguna ni Lindemann, ang mga kahusayan sa paglipat ng trophic ay ipinapalagay na nasa paligid ng 10%; sa katunayan, ang ilang mga ekologo ay tumukoy sa isang batas na 10%. Gayunpaman, mula noon, maraming pagkalito ang nabuo tungkol sa isyung ito.

Tiyak na walang batas ng kalikasan na nagreresulta sa tiyak na isang ikasampung bahagi ng enerhiya na pumapasok sa isang antas ng trophic na inilipat sa susunod.

Halimbawa, isang pagsasama-sama ng mga pag-aaral ng trophic (sa mga kapaligiran sa dagat at freshwater) ay nagpahayag na ang mga kahusayan sa paglipat ng antas ng trophic ay umabot sa pagitan ng humigit-kumulang 2 at 24%, kahit na ang ibig sabihin ay 10.13%.

Bilang isang pangkalahatang panuntunan, na naaangkop sa parehong mga sistemang pantubig at terrestrial, masasabi na ang pangalawang produktibo ng mga halamang halaman ay karaniwang matatagpuan ng humigit-kumulang, isang order ng magnitude sa ibaba ng pangunahing produktibo kung saan ito batay.

Ito ay madalas na isang pare-pareho na ugnayan na pinapanatili sa lahat ng mga sistema ng foraging at na may posibilidad na maging mga istruktura na uri ng pyramidal, kung saan ang batayan ay ibinibigay ng mga halaman at sa batayang ito ang isang mas maliit ay itinatag, ng pangunahing mga mamimili, kung saan ang isa pang (kahit na mas maliit) pangalawang mga consumer ay batay.

Mga antas ng samahan

Ang lahat ng mga buhay na bagay ay nangangailangan ng bagay at enerhiya; mahalaga para sa pagtatayo ng kanilang mga katawan at enerhiya upang maisakatuparan ang kanilang mga mahahalagang pag-andar. Ang kinakailangang ito ay hindi limitado sa isang indibidwal na organismo, ngunit umaabot sa mas mataas na antas ng biological na samahan na maaaring sumunod sa mga indibidwal na ito.

Ang mga antas ng samahan ay:

• Isang biological populasyon : ang mga organismo ng parehong species na nakatira sa parehong tiyak na lugar.
• Isang pamayanan ng biological : hanay ng mga organismo ng iba't ibang species o populasyon na nakatira sa isang tiyak na lugar at nakikipag-ugnay sa pamamagitan ng mga relasyon sa pagkain o trophic).
• Isang ekosistema : ang pinaka-kumplikadong antas ng biological na samahan, na binubuo ng isang pamayanan na may kaugnayan sa kanyang abiotic na kapaligiran - tubig, sikat ng araw, klima at iba pang mga kadahilanan - kung saan nakikipag-ugnay ito.

Mga antas ng trophic

Sa isang ekosistema ang pamayanan at ang kapaligiran ay nagtatag ng mga daloy ng enerhiya at bagay.

Ang mga organismo ng isang ekosistema ay pinagsama-sama ayon sa isang "papel" o "function" na tinutupad nila sa loob ng mga kadena ng pagkain o trophic; ganito ang pinag-uusapan natin tungkol sa mga antas ng trophic ng mga gumagawa, consumer at decomposer.

Kaugnay nito, ang bawat isa sa mga antas ng trophic na ito ay nakikipag-ugnay sa kapaligiran ng physicochemical na nagbibigay ng mga kondisyon para sa buhay at, sa parehong oras, ay kumikilos bilang isang mapagkukunan at paglubog para sa enerhiya at bagay.

pangunahing mga konsepto

Pangunahing produktibo ng gross at net

Una, dapat nating tukuyin ang pangunahing pagiging produktibo, na kung saan ay ang rate kung saan ang biomass ay ginawa bawat lugar ng yunit.

Karaniwan itong ipinahayag sa mga yunit ng enerhiya (Joules bawat square meter bawat araw), o sa mga yunit ng dry organikong bagay (kilograms bawat ektarya bawat taon), o bilang carbon (masa ng carbon sa kg bawat square meter bawat taon).

Sa pangkalahatan, kapag tinutukoy namin ang lahat ng enerhiya na naayos ng fotosintesis, karaniwang tinatawag namin itong gross pangunahing pagiging produktibo (PPG).

Dito, ang isang proporsyon ay ginugol sa paghinga ng mga autotrophs mismo (RA) at nawala sa anyo ng init. Ang pangunahing pangunahing produksyon (PPN) ay nakuha sa pamamagitan ng pagbabawas ng halagang ito mula sa PPG (PPN = PPG-RA).

Ang pangunahing pangunahing produksiyon (PPN) na ito ay ang magagamit sa huli para sa pagkonsumo ng mga heterotrophs (ito ay mga bakterya, fungi at ang nalalabi sa mga hayop na alam natin).

Pangalawang produktibo

Ang pangalawang produktibo (PS) ay tinukoy bilang ang rate ng paggawa ng bagong biomass sa pamamagitan ng mga heterotrophic organism. Hindi tulad ng mga halaman, heterotrophic bacteria, fungi at hayop, hindi nila magagawa ang kumplikado, mayaman na enerhiya na kailangan nila mula sa mga simpleng molekula.

Laging nakukuha nila ang kanilang bagay at enerhiya mula sa mga halaman, na maaari nilang gawin nang direkta sa pamamagitan ng pag-ubos ng materyal ng halaman o hindi direkta sa pamamagitan ng pagpapakain sa iba pang mga heterotroph.

Sa ganitong paraan ang mga halaman o fotosintesis na organismo sa pangkalahatan (tinatawag ding mga gumagawa), ay binubuo ng unang antas ng trophic sa isang komunidad; pangunahing mga mamimili (yaong nagpapakain sa mga prodyuser) ay bumubuo sa pangalawang antas ng trophic at pangalawang mga mamimili (tinatawag ding mga carnivores) na bumubuo sa ikatlong antas.

Ilipat ang mga kahusayan at mga landas ng enerhiya

Ang mga proporsyon ng pangunahing pangunahing produksyon na dumadaloy sa bawat isa sa mga posibleng mga landas ng enerhiya sa huli ay nakasalalay sa mga kahusayan sa paglipat, iyon ay, sa paraan kung saan ginagamit ang enerhiya at ipinasa mula sa isang antas patungo sa isa pa. iba pa.

Mga kategorya ng kahusayan ng paglipat ng enerhiya

Mayroong tatlong mga kategorya ng kahusayan sa paglipat ng enerhiya at, na may mahusay na tinukoy na ito, mahuhulaan namin ang pattern ng daloy ng enerhiya sa mga antas ng trophic. Ang mga kategoryang ito ay: kahusayan ng pagkonsumo (EC), kahusayan ng asimilasyon (EA) at kahusayan sa paggawa (EP).

Tukuyin natin ngayon ang tatlong mga kategorya na nabanggit.

Matematika maaari naming tukuyin ang kahusayan ng pagkonsumo (EC) tulad ng sumusunod:

EC = I _n / P _n-1 × 100

Kung saan makikita natin na ang EC ay isang porsyento ng kabuuang magagamit na produktibo (P _n-1 ) na epektibong naiinis sa pamamagitan ng itaas na magkakasamang trophic kompartimento (I _n ).

Halimbawa, para sa pangunahing mga mamimili sa sistema ng pagpuputok, ang EC ang porsyento (ipinahayag sa mga yunit ng enerhiya at bawat yunit ng oras) ng PPN na natupok ng mga halamang gulay.

Kung tinutukoy namin ang mga pangalawang mamimili, pagkatapos ay magiging katumbas ito sa porsyento ng produktibo ng mga halamang gulay, na tinupok ng mga karniviko. Ang natitira ay namatay nang hindi kinakain at pumapasok sa kadena ng pagkabulok.

Sa kabilang banda, ang kahusayan ng assimilation ay ipinahayag tulad ng sumusunod:

EA = A _n / I _n × 100

Muli ay tinutukoy namin ang isang porsyento, ngunit sa oras na ito sa bahagi ng enerhiya na nagmumula sa pagkain, at nasusunog sa isang trophic na kompartimento ng isang consumer (I _n ) at na-assimilate ng kanilang digestive system (A _n ).

Ang lakas na ito ay magagamit para sa paglaki at para sa pagpapatupad ng trabaho. Ang natitira (ang bahagi na hindi assimilated) ay nawala kasama ang mga feces at pagkatapos ay pumapasok sa antas ng trophic ng mga decomposer.

Sa wakas, ang kahusayan sa paggawa (EP) ay ipinahayag bilang:

na kung saan ay din isang porsyento, ngunit sa kasong ito tinutukoy namin ang assimilated energy (A _n ) na nagtatapos na isinasama sa bagong biomass (P _n ). Ang lahat ng hindi natagpuang labi na masigla ay nawala bilang init sa panahon ng paghinga.

Ang mga produktong tulad ng mga pagtatago at / o mga excretion (mayaman sa enerhiya), na lumahok sa mga proseso ng metabolic, ay maaaring isaalang-alang bilang produksiyon, P _n , at magagamit, bilang mga bangkay, para sa mga decomposer.

Ang kahusayan sa paglilipat sa buong mundo

Ang pagkakaroon ng tinukoy ang tatlong mahahalagang kategorya na ito, maaari na nating tanungin ang ating sarili tungkol sa "global transfer na kahusayan" mula sa isang antas ng trophic hanggang sa susunod, na binibigyan lamang ng produkto ng nauna nang nabanggit na kahusayan (EC x EA x EP).

Ipinahayag nang kolokyal, maaari nating sabihin na ang kahusayan ng isang antas ay ibinibigay sa pamamagitan ng kung ano ang maaaring mabisang ingested, na pagkatapos ay assimilated at nagtatapos na isinasama sa bagong biomass.

Saan napunta ang nawalang enerhiya?

Ang pagiging produktibo ng mga halamang gulay ay palaging mas mababa kaysa sa mga halaman na kanilang pinapakain. Maaari nating tanungin ang ating sarili: Saan napunta ang nawala na enerhiya?

Upang masagot ang tanong na ito, dapat nating pansinin ang mga sumusunod na katotohanan:

1. Hindi lahat ng mga biomass ng halaman ay natupok ng mga halamang gamot, dahil marami sa namatay at pumapasok sa antas ng trophic ng mga decomposer (bakterya, fungi at ang natitirang mga detritivores).
2. Hindi lahat ng mga biomass na natupok ng mga halamang gulay, o ang mga halamang gulay na natupok naman sa pamamagitan ng mga karnivor, ay binubuo at magagamit upang maisama sa biomass ng mamimili; ang isang bahagi ay nawala sa mga faeces at sa gayon ay ipinapasa sa mga decomposer.
3. Hindi lahat ng enerhiya na nai-assimilated ay aktwal na na-convert sa biomass, dahil ang ilan sa mga ito ay nawala bilang init sa panahon ng paghinga.

Nangyayari ito sa dalawang pangunahing mga kadahilanan: Una, dahil sa ang katunayan na walang proseso ng pag-convert ng enerhiya na 100% na mahusay. Iyon ay, palaging may pagkawala sa anyo ng init sa pagbabalik-loob, na perpektong naaayon sa Pangalawang Batas ng Thermodynamics.

Pangalawa, dahil ang mga hayop ay kailangang gumawa ng trabaho, na nangangailangan ng paggasta ng enerhiya at, ito naman, ay nagpapahiwatig ng mga bagong pagkalugi sa anyo ng init.

Ang mga pattern na ito ay nangyayari sa lahat ng mga antas ng trophic, at tulad ng hinulaang ng Ikalawang Batas ng Thermodynamics, ang bahagi ng enerhiya na sinusubukan ng isang tao na ilipat mula sa isang antas patungo sa isa pa ay palaging natatanggal sa anyo ng hindi nagagamit na init.

Mga Sanggunian

1. Caswell, H. (2005). Mga Web Web ng Pagkain: Mula sa Pagkakonekta sa Energetics. (H. Caswell, Ed.). Pagsulong sa Ecological Research (Tomo 36). Elsevier Ltd. pp. 209.
2. Curtis, H. et al. (2008). Biology. Ika-7 Edition. Buenos Aires-Argentina: Editoryal Médica Panamericana. pp. 1160.
3. Kitching, RL (2000). Mga Web Mga Pagkain at Mga Mga Katangian ng Lalagyan: Ang likas na kasaysayan at ekolohiya ng phytotelmata. Pressridge University Press. pp. 447.
4. Lindemann, RL (1942). Ang trophic - dynamic na aspeto ng ekolohiya. Ecology, 23, 399-418.
5. Pascual, M., at Dunne, JA (2006). Mga Netological Network: Pag-uugnay ng Istraktura sa Mga Dinamika sa Mga Web sa Pagkain. (M. Pascual & JA Dunne, Eds.) Mga Pag-aaral ng Santa Fe Institute sa Siyensya ng pagiging kumplikado. Oxford university press. pp. 405.