Lantul trofic. Definitie si tipologie. Caracteristici bio-ecologice ale lanturilor trofice erbivor, detritivor si bacterivor.

Lantul trofic. Definitie si tipologie. Caracteristici bio-ecologice ale lanturilor trofice erbivor, detritivor si bacterivor.

Lanturi trofice diurne si nocturne. Conceptul a rezultat din generalizarea unor relatii de natura trofica. Structura trofica se bazeaza pe lanturi trofice. Exceptand plantele, s-a observat ca toate fiintele celelalte (consumatori, saprofage, descompunatori) traiesc pe seama altora. Un organism viu este in acelasi timp si consumator dar si hrana. In acest fel substanta circula de la o specie la alta (Fig. 6-36). Insiruirea de specii este practic un lant, fiecare specie putand fi considerata o veriga.

Lantul trofic = o insiruire de fiinte vii in care hrana circula de la un capat la altul (de la baza trofica spre ultimul consumator (Elton 1927).

Cel mai simplu lant trofic ar fi acela in care o planta nu ar fi consumata de nici un animal, iar un lant trofic elementar este acela cand planta este consumata de indivizii unei singure specii (ex. porumb - taciunele porumbului). Cu alte cuvinte: un producator si un consumator (Elton 1966). In realitate, aceasta situatie este rara dar se pare ca exista totusi (in masura in care studiile efctuate sunt realiste). De exemplu, in marile europene este citata o alga bruna (Fucus sp.) care este consumata doar de o specie de nematod (Holencus fucicola), dar acesta nu mai este consumat sau cel putin atacat de un alt pradator sau parazit (Andrews 1976).

Cercetarile mai recente din Marea Mediterana au evidentiat dezvoltarea exploziva a algei Caulerpa taxifolia care a inlaturat alte forme de producatori primari. Biologul francez Meinesz si geneticianul elvetian Jousson o considera, o adevarata bomba ecologica venita din Australia, o clona a unei plante mascule si care a suferit o mutatie (in Marea Rosie mai exista specia Culerpa mexicana, dar care are un rol deosebit de important in purificarea apelor). Aceasta specie, prin dezvoltarea sa exploziva a inlaturat nu numai ceilalti producatori primari din biocenoza marina, dar si pe celelalte specii marine implicate in diferite lanturi trofice, implicit carnivore secundare sau tertiare. Si totusi, exista o specie de gasteropod, singurul care consuma aceasta planta, stabilind un lant trofic doar din doua verigi, melcul nefiind consumat de vreun carnivor, deoarece acumuleaza o substanta extrem de toxica - caulerpexina.

Cele mai multe tipuri de lanturi trofice au un numar de verigi mai mare de 2 si cel putin 3: un producator (P), un consumator primar (C1) si un consumator secundar (C2). Numarul de verigi se intelege evident ca este determinat de volumul limitat al bazei trofice, dar si de relatia dintre hrana si particularitatile anatomo-fiziologice ale aparatului digestiv al consumatorului. Ca o regula generala, indiferent de cantitatea de materie si energie intrata, un lant trofic tinde sa-si reduca numarul de verigi (Hastings 1979).

Daca exista insa o supraoferta de hrana lantul poate ramane lung. In literatura de specialitate este citat un lant trofic din padure (de pe muschii din solul unei paduri) unde algele sunt producatori si rotiferele sunt consumatori primari: alge-----rotifere-----tardigrade------nematode------larve de diptere-----chitcan (Hallas si Yeates 1972). Daca lanturile trofice au numeroase verigi, de obicei acestea sunt in contact cu altele, mai ales prin carnivorul de varf. Specia Strix aluco (striga de padure) s-a constatat ca reuneste in acest fel cel putin 30 de lanturi trofice (Southern 1954) (Fig. 6-37).

Unele lanturi trofice cuprind verigi in care predomina speciile cu comportament nocturn, sau consumatrii secundari si tertiari sunt specii nocturne. In alte situatii toate speciile implicate au comportament de zi. Dupa acest principiu exista lanturi trofice nocturne si lanturi trofice diurne (Fig. 6-38).

Tipuri de lanturi trofice

Dupa modul in care este transformata substanta de la o veriga la alta si dupa natura materialului trofic initial sunt cateva tipuri de baza de lanturi trofice: erbivor, detritivor, bacterivor, parazitic, granivor, nectarivor, briovor, micetofag.

Lantul trofic erbivor

Se mai numeste si lant trofic erbivor-pradator sau lantul rapitorelor; lantul pradatorilor. Are la baza materialul vegetal viu (planta verde) consumat de un animal fitofag. Acesta pune in circulatie materialul alimentar necesar zoofagelor. Intreaga dinamica trofica a lantului ierbivorelor deprinde de activitatea consumatorilor primari. Grupul de consumatori primari, cu un numar imens de indivizi prelucreaza un volum imens de biomasa. Aceasta poarta numele de "prima industrie-cheie" (de ex. afidele, lacustele, crustacee marine etc).

Dupa veriga fitofag urmeaza cateva verigi de zoofagi. In lantul ierbivorelor, substanta circula intr-un singur sens, de la baza spre varf. Sensul invers este imposibil (nici un carnivor de varf nu va fi consumat de un consumator secundar). Ecosistemele intemeiate pe consumarea materialului vegetal viu pot fi analogate cu o "industrie de pasunat", ecosistemul tipic este in acest sens pasunea. Similare sunt si ecosistemele din mari si lacuri. Oricat de mare ar fi biomasa fitofagilor, acestia nu pot recircula intreaga cantitate de biomasa vegetala, astfel ca o buna parte din aceasta este recirculata ulterior dupa moarte, ca material vegetal mort (detritus)

Ca regula generala, in lantul trofic erbivor, marimea animalelor creste progresiv, la nivelul consumatorilor. Regula este generala dar este intarita de speciile mari de animale erbivore (bivol african, rinocer, elefant, hipopotam, balena, orca etc) care sunt verigi finale ale unor lanturi trofice scurte, deoarece nu mai au pradatori deasupra lor pentru care sa constituie prada (Fig. 6-39).

O alta particularitate a lanturilor trofice erbivore este faptul ca de regula generala nevertebratele sunt consumatori primari si rar secundari. Si totusi. Exista situatii cind vertebratele sunt prada si sunt consumate de nevertebrate. Paianjeni de dimensiuni mari din America de Sud sau alte zone geografice (Avicularis, Atrax, Tarantula etc) consuma pasari colibri sau alte specii de dimensiuni mai mici; specia Tenodera sinensis (calugarita din America de Nord, insecte) consuma de asemenea o pasare (Certhia familiaris); Parabuthus vilosus (scorpion din desertul Saharei, arahnide) consuma specia Palmatogecko rangei (soparla); Pterostichus madidus (insecta, carabid din Europa) consuma specia Podarcis muralis (soparla-de-ziduri) (Mccormick si Polis 1982).

Ce este "industria cheie" ?. Producatorii asigura in biocenoza o productie primara consistenta. Aceasta pote fi foarte rar valorificata integral. Daca exista insa o anumita categorie de consumatori primari (fitofage) care sunt intr-un numar deosebit de mare si care deci vor consuma o cantitate foarte mare (sau chiar integral) de biomasa vegetala, inseamna ca vor converti o mare parte din aceasta in substanta animala. Se realizeaza astfel posibilitatea ca materia si energia puse in circulatie sa fie disponibile si accesibile la un foarte mare numar de animale care sunt consumatori secundari sau tertiari. Aceste grupe de animale sunt denumite "industrii cheie in biocenoze" (Elton 1927) (Fig. 6-40). "Industria cheie" este deci grupa de animale de pe nivelul consumatorilor primari (fitofage) cu cea mai mare greutate si cu numarul de indivizi cel mai mare (Stugren 1965).

Sunt citate ca industrii cheie urmatoarele: Euphausia superba - krill - in marile antarctice (Hempel 1977; Beddington si May 1982); copepode calanoide si harpacticoide, in largul marilor; urocordate taliacee in marile tropicale (Dedecker 1970; Alldredge si Madin 1982); termitele in savane (Wood 1976); afidele in padurile de foioase (Elton 1927); lacustele in pasuni si fanate; rozatoarele in culturi.

Lantul trofic detritivor

Se numeste si lant trofic saprofage - pradator (lant detritic). Are ca baza trofica materialul organic mort = detritus (de provenienta vegetala sau animala). Acesta este prelucrat de o populatie de saprofage care este "a doua industrie-cheie" a ecosistemului. In continuare urmeaza pradarea succesiva a verigilor de consumatori. "Industria detritica" ocupa o pondere foarte mare in unele ecosisteme si functioneaza alaturi si in interactiune cu "industria de pasunat". Fara lanturi detritice in solul pasunilor, cresterea plantelor ar fi influentata nefavorabil iar solul s-ar "autointoxica" datorita materialului vegetal mort. Pe masura ce se realizeaza indepartarea de la baza trofica, talia descreste progresiv iar numarul indivizilor creste progresiv (ex. cadavru de soarece------Necrophorus sp.-gropar = insecta---------bacterii).

Intr-un asemenea lant pozitia consumatorului primar este ocupata de o specie detritofaga. Pe pozitiile C2 si C3 sunt specii de zoofagi. Sunt lanturi trofice frecvente in solul si frunzarul din padure, mai ales in paduri tropicale (ex. material organic mort = detritus-------enchitreide------miriapode - Lithobius forficatus-------Sorex minutus = chitcan pitic) sau in fluvii, lacuri si oceane (detritus------copepode-------salmonide) (Sibert si colab. 1977; Blandin si colab. 1980). Si in ecosistemele bazate pe pasunat "industria detritica" are un rol important (Macfadyen 1963, 1964). Numeroase lanturi detritice functioneaza pe baza prelucrarii excrementelor si cadavrelor de animale. Asemenea lanturi trofice se ataseaza de lantul trofic erbivor chiar de la prima veriga de consumator (ex. excrementele larvelor de insecte sunt consumate de animale saprofage, formandu-se un lant dendritic, o "industrie dendritica", care interactioneaza cu "industria de pasunat"), caz in care talia creste progresiv.

Lantul trofic bacterivor

Bacteriile colonizeaza detritusul astfel ca detritivorele sunt si bacterivore, dar anumite lanturi trofice bazate pe consumul bacteriilor sunt separate, independente de lanturile trofice detritivore.

In mari si oceane, la mari adancimi anumite lanturi bacterivoare nu se bazeaza pe substrat de detritus ci pe anumite bacterii chemosintetizante care sunt consumate de pogonofore si moluste, iar acestea sunt vanate de crabi (Ivanov 1963; Lonsdale 1979). In sol, unde exista pelicule de apa bacteriile sunt consumate de protozoare (Alexander 1977)

Lantul trofic parazitic

Acest lant este bazat pe consumarea de substanta vie din corpul animalelor sau plantelor, de catre paraziti. Lantul functioneaza prin parazitarea succesiva, fenomenul fiind numit hiperparazitism. In lantul parazitilor talia scade de la baza spre varf. Ultima veriga in acest lant este virusul bacteriofag (mai sunt ele si formatiuni mai mici - viroizi, prioni, plasmide - dar sunt molecule de proteina sau fragmente de acizi nucleici si nu sunt un organism individual de sine statator).

Iata citeva exemple:

1. spic de grau------Puccinia graminis, ciuperca------Xanthomonas uredovorus, bacterie-----bacteriofag (lant parazitic-erbivor);

2. oaie------dipter-----Leptomonas sp, protozoar parazit--------bacterie----bacteriofag (Fig. 6-41);

3. Morus sp., dud----Bombyx mori, viermele de matase----Borelina bombycis, virus (lant parazitic-erbivor);

4. planta de cultura------Icerya purchasi, plosnita-------Cephalosporium longisporum, ciuperca imperfecta------Melanospora parasitica, ascomicete;

5. grau----Anisoplia sp, insecta-----Metarrhizium anisopliae, ciuperca;

6. cartof-----Phytophthora infestans, mana cartofului; (lant doar din 2 verigi);

7. izopod cavernicol-----tricomicete (lant din 2 verigi);

8. Leptosynapta gallienei, castravete-de-mare------Tetrakentron synaptae, tardigrade (Land 1975) (lant din 2 verigi);

9. detritus-----bacterie----bacteriofag (lant parazitic-detritivor).