Relatiile trofice din biocenoze :lanturi si retele trofice

Relatiile trofice din biocenoze :lanturi si retele trofice

Termenul ecologie a fost introdus in anul 1866,de catre zoologul german Ernest Haeckel si deriva de la cuvantul grecesc oikos care inseamna camin sau casa,sugerand locul unde vietuiesc organismele vii si totalitatea activitatiilor desfasurate (relatii cu factorii de mediu abiotici si biologici)pentru intretinerea vietii lor.Definirea acestei stiinte are o semnificatie educativa si morala deosebita,derivand din cuvantul casa :daca fiecare art rata lumea in care traieste la fel cum fiecare om civilizat se ingrijeste de casa sa,nu ar mai exista gravele probleme de mediu cu care ne confruntam azistazi in toata lumea.

Ecologia este stiinta care se ocupa cu studiul interactiunii dintre organismele vii,si totodata ainteractiunii cu mediul abiotic(fizic)sol,apa,clima,etc.

Toate animalele,plantele,ciupercile si microorganismele care traiesc impreuna intr-o padure,de exemplu,reprezinta comunitatea de vietuitoare a acelei paduri care se numeste biocenoza padurii.Aceasta este indisolubil legata de locul sau substratul fizic in care exista si care se numeste biotop,cele doua elemente,biocenoza si biotopul,constituind un sistem ecologic numit in mod curent ecosistem.In cazul de fata este vorba de ecosistemul padurii.Ecosistemul este un ansamblu autonom de organisme,legat indisolubil de mediul sau fizic.

Locuitorii ecosistemului padurii sunt de o mare diversitate :arbori,arbusti, ierburi, ciuperci,muschi,licheni,pasari,soparle,serpi,vulpi,ursi,mistreti,fluturi,viespi,muste.etc.

Daca in padure exista si un lac,in el se afla bacterii,alge,larve de insecte,protozoare,serpi,broaste,lipitori,etc.Daca s-ar scoate toate organismele vii dintr-o padure,microorganismele,plantele si animalele si s-ar expune intr-un singur loc s-ar putea vedea o colectie uimitoare de forme de viata,de o mare diversitate si in locul acestei colectii ar ramane partea lipsa de viata a ecosistemului padurii,solul,rocile, apa, toate reprezantand biotopul acelei paduri.Un copac dintr-o padure este in relatii de interdependenta cu multe alte organisme,microorganisme,plante si animale,iar solul,lumina solara si apa pe care le utilizeaza el,constituie casa acelui copac.Ecologia evidentiaza prin studii meticuloase toate aceste relatii dintre vietuitoare,pe de o parte si dintre acestea si mediul lor abiotic,pe de alta parte.Vietuitoarele si mediul lor abiotic constituie o veritabila gospodarie sau casa a naturii,in care exista fiinte vii si bunuri materiale de natura biologica,biogena(solul)si abiotica.

Oricat de diferite ar fii populatiile-speciile unei biocenoze,sub presiuni selective si prin mecanismele luptei pentru existenta,intre ele se stabilesc anumite relatii de interdependenta numite relatii interspecifice.In virtutea acestei legi,fiecare populatie-specie componenta a biocenozei trebuie sa indeplineasca un anumit rol in economia naturii,adica in desfasurarea activitatilor biocenozei care asigura existenta si evolutia acesteia.

Producatorii de substanta organica de pe Terra sunt bacteriile chemosintetizante,bacteriile fotosintetizante,toate grupele de alge si toate plantele talofite si cormofite capabile de a realiza fotosinteza ,utilizand hidrogenul rezultat prin fotoliza apei pentru a reduce CO2 si a sintetiza substante organice.In ecologie asemenea organisme se numesc producatori primari.Denumirea semnifica producerea de substanta organica din sybstante anorganice.Aceasta substanta organica intra in circuitul de substanta in ecosistem si pe seama ei se produc alte substante organicenecsare organismelor incapabile de a realiza fotosinteza si care,datorita acestui fapt ,sunt total dependente de producatorii primari.Nici un ecosistem nu poate exista fara producatorii primari.Astfel,toate sistemele ecologicede pe Terra sunt dependente de energia luminoasa a Soarelui.Chiar si ecosistemele din pesteri sau abisurile marilor si oceanelor unde nu patrunde niciodata lumina solara sunt dependente indirect de aceasta,substanta organica ajungand aici prin cadavrele organismelor ce traiesc in paturile de suprafata ale apelor oceanelor sau din afara pesterilor.Exista in cazuri foarte rare si pesteri precum aceea de la Movile(langa Mangalia)al caror ecosistem special se bazeaza pe chemosinteza bacteriana.Acest caz cu totul sprecial de ecosistem a fost descoperit de speologul roman Cristian Lascu,impreuna cu colaboratorii sai.

Energia solara este transformata in energie chimica si este depozitata la nivelul energiilor chimice din substantele organice produse prin fotosinteza ,putand fi eliberata si folosita in diversele reactii metabolice.

Producatorii primari reprezinta primul nivel trofic al unui ecosistem.

Al doilea nivel trofic in ecosistem este reprezentat de consumatorii primari-animale ierbivore,bacterii parasite pe plante si semiparazite care au capacitatea fotosintetica redusa(vascul)sau au pierdut secundar aceasta capacitate ,asa cum sunt cuscuta si lupoaia.

La cel de al treilea nivel trofic se afla animalele care consuma animalele ierbivore.Ele se numesc carnivore si reprezinta consumatorii secundari ai ecosistemelor.

Tantarul,tigrul,lupul etc,sunt animele carnivore.Ursul,ca si omul ,este un animal omnivor consumand atat plante cat si animale.

Multe ecosisteme mai au inca un nivel trofic,reprezentata de animale care consuma carnivore si care sunt carnivore pradatoare :lupul poate manca vulpea.

In orice ecosistem mai exista o categorie speciala de consumatori numiti detrivori sau descompunatori.Acestia isi obtin energia din deseurile organice si cadavrele animaleleor si plantelor care apar in toate nivelurile trofice.

Principalii descompunatori sunt bacteriile si ciupercile saprofite,apoi viermii, unele insecte,vulturii,etc.Descompunatorii se mai numesc reducatori ,deoarece descopun substantele organice din corpurile moarte ,transformandu-le in substante organice simple si substante minerale,redand circuitului din ecosistem substantele minerale utilizate in procesul de fotosinteza.

Un mare ecolog din secolul XX,Ch.Elton,constatand ca in conditii normale,in ecosisteme,numarul si biomasa producatorilor primari sunt mai mari decat acelea ale consumatorilor ,a introdus notiunea de piramida numerica,cunoscuta astazi sub denumirea de piramida eltoniana sau piramida trofica.Intr-o reprezentare grafica sub forma unui triunghi isoscel sunt redate diferitele niveluri (trepte)trofice,la baza piramidei fiind trecuti producatorii primari,cei mai numerosi,urmand apoi celelalte niveluri trofice.Lungimea unui lant trofic nu poate avea multe verigi,in medie trei,deoarece cu car numarul verigilor este mai mare ,cu atat talia organismelor aflate pe treptele suoeriaore ale piramidei trofice este mai mare ,iar numarul lor este mai mic,aparand dificultati in utilizarea optima a resurselor de substante si energie din ecosistem,organismele carnivore consumand mult mai multa energie pentru cautarea si prinderea prazii,decar cele care se hranesc cu plante(fitofage).

Pe de alta parte,limitarea numarului de verigi dintr-un lant trofic este impusa de limitarea resurselor de mediu :numarul plantelor de pe o suprafata data este limitat,ceea ce limiteaza numarul de specii ierbivore care,la randul lor,limiteaza numarul de specii carnivore,s.a.m.d.Restrictia primara este impusa de limitarea cantitatii de resurse minerale.Totodata un numar mare de verigi ale unui lant trofic creeaza disfunctionalitate in circuitul substantei si energiei precum si in reciclarea substantelor in ecosistem.

Energia acumulata in hrana trece de la un nivel trofic la altul,prin consumarea producatorilor primari de catre ierbivore,a ierbivorelor de catre carnivore s.a.m.d.,in cadrul relatiilor trofice statornicite in biocenoza respectiva.Daca aceste relatii trofice constituie o progresie lineara ,in sensul ca ele pornesc de la producatori la ierbivore,la carnivore,instalandu-se intr-o ordine lineara ,precum zalele unui lant,ele constituie lantul trofic.

Daca,insa,drumul parcurs de energie nu este unul simplu,linear,deoarece indivizii unei specii de animale din categoria consumatorilor beneficiaza de prada ce apartine la mai multe niveluri trofice,se constituie o cale mai complicata de circulatie a substantelor si a energiei in ecosistem,care se numeste reteaua trofica.

Cantitatea totala de energie luminoasa convertita in compusi organici,intr-o anumita zona a ecosistemului,se numeste productivitate primara.Greutatea totala atuturor organismeleor unui ecosistem se numeste biomasa ecosistemului.Energia,biomasa si numarul organismelor din fiecare nivel trofic pot fi reprezentate grafic sub forma piramidei eltoniene.

Productivitatea primara neta :a unui ecosistem reprezinta cantitatea totala de energie fixata prin fotosinteza(masurata in mgO2/litru de apa /zi,de exemplu in bazinele acvatice)din care se scade aceea care este consumata(cheltuita)prin desfasurarea activitatiilor metabolice ale organismelor ecosistemului,inclusiv a producatorilor primari.

Productivitatea primara neta a ecosistemului este un parametru important din punct de vedere economic.Campurile cu porumb au o productivitate primara neta inalta si tot astfel au si padurile tropicale fluviale.

Intr-un proces de sinteza de molecule structurale din corpul plantei,o mare parte sin energia depozitata la nivelul legaturilor chimice se pierde prin caldura.De fapt,numai aproximativ jumatate din energia captata de catre planta de la Soare ajunge sa fie depozitata in moleculele sale,cealalta jumatate fiind pierduta.Aceasta este doar prima dintre numeroasele pierderi de energie din ecosistem.

Exista o diferenta principala intre circulatia energiei si a substantelor in ecosistem.

Circulatia energiei se face cu pierderi(din aceasta cauza ecosistemul este permanent dependent de o sursa exterioara de energie,reprezentata de energia solara)pe cand substantele sunt reciclate,trecand de la un nivel trofic la altul si reintorcandu-se in ecosistem.

Cand un ierbivor utilizeaza moleculele plantei pentru a fabrica molecule organice proprii organismului sau,numai 10%din energia acumulata in moleculele plantei ajung sa fie depozitate in moleculele ierbivorului,restul de 90% din aceasta energie fiind pierduta prin activitatile sale de miscare ,de concurenta,de aparare,etc.Si atunci cand un carnivor mananca un ierbivor ,90%din putinul ramas se pierd in procesul de producere a moleculelor carnivorului.La fiecare nivel trofic,energia depozitata in organism reprezinta doar 10% din energia nivelului trofic anterior.O populatie mare de zebre si antilope trebuie sa suporte o populatie mult mai mice de lei !Spre deosebire de leu,omul are alternativa de a se hrani si cu vegetale.Cand insa omul consuma carne,el realizeaza costuri energice mult mai mari :5kg de seminte sunt consumate de om pentru a produce0,5kg tesut uman ;cand insa semintele sunt mai intai consumate de o vaca si apoi omul se hraneste cu carne de vita ,pentru o aceeasi crestere in greutate a omului se consuma 50 kg de seminte.De aici se desprinde o concluzie zguduitoare pentru omul viitorului.Daca vrea sa supravietuiasca ,omul va trebui sa se hraneasca cu organisme aflate pe nivelurile trofice inferioare !