MI AZ ÖKOLÓGIAI TIZED TÖRVÉNYE VAGY 10%? - BIOLÓGIA - 2026

Az ökológiai, ökológiai törvény vagy 10% -os tized törvénye felveti, hogy az energia miként halad a származtatása során különböző trópusi szinteken. Azt is gyakran azzal érvelik, hogy ez a törvény egyszerűen a termodinamikai törvény második következménye.

Az ökológiai energia az ökológia része, amely a fentiekben felvázolt kapcsolatok számszerűsítésével foglalkozik. Úgy véljük, hogy Raymond Lindemann (konkrétan 1942-es alapmunkájában) volt az, aki megteremtette e tanulmányi terület alapjait.

1. ábra. Trópusi hálózat. Forrás: Thompsma, a Wikimedia Commonsból

Munkája az élelmiszerlánc és a háló fogalmára, valamint az energiaátvitel hatékonyságának számszerűsítésére összpontosított a különböző trópuszintek között.

A Lindemann a beeső napsugárzásból vagy energiaból származik, amelyet egy közösség kap, a növények által fotoszintézissel végzett elfogás révén, és továbbra is figyelemmel kíséri ezt a begyűjtést és azt későbbi felhasználását növényevők (elsődleges fogyasztók), majd húsevők (másodlagos fogyasztók) által) és végül a bomlók által.

Mi az ökológiai tized törvény?

Lindemann úttörő munkája után a trófeátviteli hatékonyságot 10% körül feltételezték; valójában néhány ökológus 10% -ra utalt. Azóta azonban többféle zavart keltettek ebben a kérdésben.

Természetesen nincs olyan természetvédelmi törvény, amely azt eredményezi, hogy az egyik trópuszintbe jutó energia pontosan egytizedét a következőre továbbítja.

Például egy trópusi tanulmányok összeállítása (tengeri és édesvízi környezetben) rámutatott, hogy a trópusi szint szerinti átviteli hatékonyság körülbelül 2 és 24% között volt, bár az átlag 10,13% volt.

Általános szabály, amely mind a vízi, mind a szárazföldi rendszerekre alkalmazható, elmondható, hogy a növényevők másodlagos termelékenysége általában megközelítőleg nagyságrenddel, nagyságrenddel alacsonyabb, mint az alapjául szolgáló elsődleges termelékenység.

Ez gyakran egy állandó kapcsolat, amelyet minden takarmányozási rendszerben fenntartanak, és általában piramis típusú struktúrákká válik, amelyekben az alapot a növények biztosítják, és ezen az alapon egy kisebb alakul ki az elsődleges fogyasztók körében, amelyen egy másik (még kisebb) másodlagos fogyasztó alapul.

Szervezet szintjei

Minden élőlény anyagot és energiát igényel; a testük felépítéséhez és az energiájukhoz fontos az életfunkcióik elvégzése. Ez a követelmény nem korlátozódik az egyes szervezetekre, hanem kiterjed a magasabb szintű biológiai szervezettségre is, amely ezeknek az egyéneknek meg tud felelni.

Ezek a szervezeti szintek a következők:

• A biológiai populáció: szervezetekből ugyanannak a fajnak élnek ugyanabban a meghatározott területen.
• A biológiai közösség: set élőlények különböző fajok vagy populációk élnek egy adott területen, és kölcsönhatásba lép az élelmiszer vagy táplálkozási kapcsolatok).
• Egy ökoszisztéma: a leginkább komplex biológiai szervezet alkotja a közösség ahhoz kapcsolódó élettelen környezet - a víz, a napfény, a klíma és egyéb tényezők -, amelyekkel kölcsönhatásba lép.

Trópusi szintek

Az ökoszisztémában a közösség és a környezet létrehozza az energia és az anyag áramlását.

Az ökoszisztéma organizmusait egy "szerep" vagy "funkció" szerint csoportosítják, amelyet az élelmezési vagy trópusláncokban teljesítenek; Így beszélünk a termelők, a fogyasztók és a bontók trópusi szintjáról.

Ez a trofikus szint mindegyike kölcsönhatásba lép a fizikai-kémiai környezettel, amely biztosítja az élet feltételeit, és ugyanakkor az energia és az anyag forrásaként és forrásaként működik.

alapvető fogalmak

Bruttó és nettó elsődleges termelékenység

Először meg kell határoznunk az elsődleges termelékenységet, azaz azt a sebességet, amellyel a biomassza egy egységnyi területre termelődik.

Ezt általában energiaegységekben (džaulok per négyzetméter / nap) vagy száraz szerves anyag egységben (kilogramm / hektár / év), vagy szénként (szén tömege kg / négyzetméter / év) fejezik ki.

Általánosságban, amikor a fotoszintézis által rögzített összes energiára hivatkozunk, azt általában bruttó primer termelékenységnek (PPG) nevezzük.

Ennek egy részét maguk az autotrofák (RA) légzésébe költik, és hőveszteségben vesznek részt. A nettó elsődleges termelést (PPN) úgy kapják meg, hogy ezt az összeget kivonják a PPG-ből (PPN = PPG-RA).

Ez a nettó elsődleges termelés (PPN) az, ami végül a heterotrófok számára fogyasztható (ezek baktériumok, gombák és az állatok többi része, akiket ismertünk).

Másodlagos termelékenység

A másodlagos termelékenységet (PS) az új biomassza heterotróf szervezetek általi előállításának sebességeként határozzuk meg. A növényekkel, heterotróf baktériumokkal, gombákkal és állatokkal ellentétben nem képesek egyszerű molekulákból előállítani a szükséges komplex, energiagazdag vegyületeket.

Anyagukat és energiájukat a növényekből mindig megszerezik, amit közvetlenül növényi anyag elfogyasztásával vagy közvetett módon más heterotrófok táplálásával is megszerezhetnek.

Ilyen módon a növények vagy általában fotoszintetikus szervezetek (más néven termelők) a közösség első trópusi szintjét alkotják; az elsődleges fogyasztók (akik táplálkoznak a termelőktől) alkotják a második trópusi szintet, a másodlagos fogyasztók (más néven húsevők) pedig a harmadik szintet.

Transzfer hatékonyság és energia útvonalak

A nettó primer termelés arányai, amelyek az egyes lehetséges energiapályák mentén áramlanak, végső soron az átviteli hatékonyságtól, azaz az energia felhasználásának és az egyik szintről a másikra történő átadásának módjától függenek. Egyéb.

Energiaátadási hatékonysági kategóriák

Az energiaátviteli hatékonyság három kategóriába sorolható, és ezekkel jól definiálva megjósolhatjuk az energiaáramlás mintáját trópuszinten. Ezek a kategóriák: fogyasztási hatékonyság (EC), asszimilációs hatékonyság (EA) és termelési hatékonyság (EP).

Definiáljuk most ezt a három említett kategóriát.

Matematikailag a következőképpen határozhatjuk meg a fogyasztás hatékonyságát (EC):

EC = I _n / P _n-1 × 100

Láthatjuk, hogy az EC a rendelkezésre álló teljes termelékenység (P _n-1) százaléka, amelyet ténylegesen felszív a felső szomszédos trófea-rekesz (I _n).

Például a legeltetési rendszer elsődleges fogyasztói számára az EC a növényevők által fogyasztott PPN százaléka (energiaegységekben és időegységekben kifejezve).

Ha másodlagos fogyasztókra utalunk, akkor ez megegyezik a húsevők által fogyasztott növényevők termelékenységének százalékával. A többi meghal, anélkül, hogy megeszik, és belép a bomlásláncba.

Másrészt az asszimilációs hatékonyságot a következőképpen fejezzük ki:

EA = A _n / I _n × 100

Megint egy százalékra utalunk, ezúttal az energia azon részére, amely az élelemből származik, és amelyet egy fogyasztó (I _n) fogyaszt egy trófea rekeszben, és amelyet emésztőrendszere (A _n) asszimilál.

Ez az energia lesz elérhető a növekedéshez és a munka elvégzéséhez. A fennmaradó rész (nem asszimilált rész) a széklettel elveszik, majd a bomlók trópusi szintjére lép.

Végül a termelési hatékonyságot (EP) a következőképpen fejezik ki:

amely szintén egy részét, de ebben az esetben utalunk az asszimilált energia (A _n), amely végül is beépül új biomassza (P _n). Az összes nem hozzászokott energiamaradvány hőveszteségben veszti a légzést.

Termékek, mint a váladék és / vagy ürülék (energiában gazdag), amelyek részt vettek az anyagcsere-folyamatokban, lehet tekinteni, mint a termelés, P _n, és rendelkezésre állnak, mint a hullák, a bontók.

Globális átviteli hatékonyság

Miután meghatároztuk ezt a három fontos kategóriát, feltehetjük magunknak a kérdést, hogy milyen „globális átviteli hatékonyságot” választunk az egyik trófeától a másikra, amelyet egyszerűen a korábban említett hatékonysági eredmények adnak (EC x EA x EP).

Nyelvi nyelven kifejezve azt mondhatjuk, hogy egy szint hatékonyságát az adja, amit hatékonyan lehet elnyelni, amelyet ezután asszimilálnak, és végül beépítenek az új biomasszába.

Hová kerül az elveszett energia?

A növényevők termelékenysége mindig alacsonyabb, mint azon növények termelékenységén, amelyeken táplálkoznak. Megkérdezhetnénk magunktól: hová megy az elveszett energia?

E kérdés megválaszolásához fel kell hívnunk a figyelmet a következő tényekre:

1. A növényevõk nem fogyasztják el az összes növényi biomasszát, mivel nagy része elpusztul és eljut a bomlók (baktériumok, gombák és a többi félvezetõ) trópusi szintjére.
2. A növényevõk által fogyasztott összes biomassza, sem pedig a húsevõk által felváltott növényevõk biomassza nem asszimilálódik, és beépíthetõ a fogyasztó biomasszájába; egy rész elveszik a széklettel, és így átjut a bomlókhoz.
3. Nem minden energiát asszimilálódnak valójában biomasszává alakítva, mivel részben hőveszteség lélegzet közben.

Ez két alapvető okból történik: Először is, annak a ténynek köszönhetően, hogy nincs olyan energiakonverziós folyamat, amely 100% -ban hatékony. Vagyis az átalakulás során mindig veszteség mutatkozik hő formájában, ami tökéletesen összhangban van a termodinamika második törvényével.

Másodszor, mivel az állatoknak munkát kell végezniük, ami energiaköltségeket igényel, és ez új hőveszteségeket jelent.

Ezek a minták minden trópusi szinten előfordulnak, és ahogyan azt a termodinamikai második törvény megjósolja, az energia egy része, amelyet az egyik szintről a másikra megpróbál átvinni, mindig felhasználhatatlan hő formájában oszlik el.

Irodalom

1. Caswell, H. (2005). Élelmiszer-hálózatok: a kapcsolattól az energetikáig. (H. Caswell, szerk.). Előrelépések az ökológiai kutatásban (36. kötet). Elsevier Ltd. pp. 209.
2. Curtis, H. és mtsai. (2008). Biológia. 7. kiadás. Buenos Aires-Argentína: szerkesztő Médica Panamericana. pp. 1160.
3. Kitching, RL (2000). Élelmiszerháló és konténerhely: A fitotelmata természettudománya és ökológiája. Cambridge University Press. pp. 447.
4. Lindemann, RL (1942). Az ökológia trópusi - dinamikus aspektusa. Ecology, 23, 399-418.
5. Pascual, M. és Dunne, JA (2006). Ökológiai hálózatok: A struktúra összekapcsolása az élelmiszerhálózatok dinamikájával. (M. Pascual és JA Dunne, szerk.) A Santa Fe Intézet tanulmányai a komplexitás tudományában. Oxford University Press. pp. 405.