VAD ÄR LAGEN FÖR DEN EKOLOGISKA TIONDEN ELLER 10%? - BIOLOGI - 2025

Den Tiondelagen ekologisk , ekologisk lag eller 10% höjer hur energin färdas i sin härledning av olika trofiska nivåer. Det hävdas också ofta att denna lag helt enkelt är en direkt följd av den andra termodynamiklagen.

Ekologisk energi är en del av ekologin som syftar till att kvantifiera förhållandena som vi har beskrivit ovan. Det anses att Raymond Lindemann (speciellt i hans seminarbete 1942) var den som grundade grunden för detta studieområde.

Bild 1. Trofiskt nätverk. Källa: Av Thompsma, från Wikimedia Commons

Hans arbete fokuserade på begreppen livsmedelskedja och webb, och på kvantifieringen av effektiviteten i överföringen av energi mellan de olika trofiska nivåerna.

Lindemann utgår från den händelse solstrålning eller energi som ett samhälle tar emot, genom fångst som utförs av växter genom fotosyntes och fortsätter att övervaka denna fångst och dess efterföljande användning av växtätare (primära konsumenter), sedan av köttätare (sekundära konsumenter ) och slutligen av sönderdelare.

Vad är den ekologiska tiondellagen?

Efter Lindemanns banbrytande arbete antogs trofiska överföringseffektiviteter vara cirka 10%; i själva verket hänvisade vissa ekologer till en lag på 10%. Sedan dess har emellertid flera förvirringar skapats kring detta problem.

Visst finns det ingen naturlag som resulterar i att exakt en tiondel av energin som går in på en trofisk nivå överförs till nästa.

Exempelvis avslöjade en sammanställning av trofiska studier (i marina och sötvattenmiljöer) att överföringseffektiviteten efter trofisk nivå låg mellan cirka 2 och 24%, även om medelvärdet var 10,13%.

Som en allmän regel, tillämplig på både vattenlevande och markbundna system, kan det sägas att den sekundära produktiviteten för växtätare vanligtvis är belägen ungefär, en storleksordning under den primära produktiviteten som den baseras på.

Detta är ofta ett konsekvent förhållande som upprätthålls i alla fodersystem och som tenderar att bli strukturer av pyramidform, där basen tillhandahålls av växterna och på denna bas etableras en mindre, av de primära konsumenterna, som en annan (ännu mindre) sekundärkonsument bygger på.

Organisationsnivåer

Alla levande saker kräver materia och energi; fråga om konstruktion av deras kroppar och energi för att utföra sina vitala funktioner. Detta krav är inte begränsat till en individuell organisme, utan sträcker sig till högre nivåer av biologisk organisation som dessa individer kan uppfylla.

Dessa organisationsnivåer är:

• En biologisk population : organismer av samma art som lever i samma specifika område.
• Ett biologiskt samhälle : uppsättning organismer av olika arter eller populationer som lever i ett visst område och interagerar genom mat eller trofiska förhållanden).
• Ett ekosystem : den mest komplexa nivån av biologisk organisation som består av ett samhälle relaterat till dess abiotiska miljö - vatten, solljus, klimat och andra faktorer - som det interagerar med.

Trofiska nivåer

I ett ekosystem skapar samhället och miljön flöden av energi och materia.

Ekosystemets organismer är grupperade efter en "roll" eller "funktion" som de uppfyller inom livsmedels- eller trofiska kedjor; det är så vi talar om trofiska nivåer hos producenter, konsumenter och sönderdelare.

I sin tur samverkar var och en av dessa trofiska nivåer med den fysisk-kemiska miljön som ger förutsättningar för liv och samtidigt fungerar som en källa och sjunker för energi och materia.

fundamentala koncept

Brutto och netto primär produktivitet

Först måste vi definiera primärproduktivitet, som är den hastighet som biomassa produceras per enhetsarea.

Det uttrycks normalt i energienheter (Joules per kvadratmeter per dag) eller i enheter av torrt organiskt material (kilogram per hektar och per år), eller som kol (kol kol i kg per kvadratmeter per år).

I allmänhet, när vi hänvisar till all energi som fixeras genom fotosyntes, kallar vi det vanligtvis brutto primär produktivitet (PPG).

Av detta spenderas en del i andningen av själva autotroferna (RA) och förloras i form av värme. Netto primärproduktion (PPN) erhålls genom att subtrahera detta belopp från PPG (PPN = PPG-RA).

Denna netto primära produktion (PPN) är vad som slutligen är tillgängligt för konsumtion av heterotrofer (det här är bakterier, svampar och resten av djuren som vi känner).

Sekundär produktivitet

Sekundär produktivitet (PS) definieras som produktionen av ny biomassa av heterotrofa organismer. Till skillnad från växter, heterotrofa bakterier, svampar och djur kan de inte göra de komplexa, energirika föreningarna de behöver av enkla molekyler.

De får alltid sin materia och energi från växter, vilket de kan göra direkt genom att konsumera växtmaterial eller indirekt genom att äta andra heterotrofer.

Det är på detta sätt som växter eller fotosyntetiska organismer i allmänhet (även kallad producenter) utgör den första trofiska nivån i ett samhälle; primära konsumenter (de som lever på producenter) utgör den andra trofiska nivån och sekundära konsumenter (även kallad köttätare) utgör den tredje nivån.

Överför effektivitet och energibanor

Andelarna av den primära nettoproduktionen som flyter längs var och en av de möjliga energibanorna beror till slut på överföringseffektiviteten, det vill säga på det sätt på vilket energin används och passerar från en nivå till en annan. Övrig.

Energieffektivitetskategorier

Det finns tre kategorier av energieffektivitet och med dessa väl definierade kan vi förutsäga mönstret för energiflöde på trofiska nivåer. Dessa kategorier är: konsumtionseffektivitet (EC), assimilationseffektivitet (EA) och produktionseffektivitet (EP).

Låt oss nu definiera dessa tre nämnda kategorier.

Matematiskt kan vi definiera förbrukningseffektiviteten (EC) enligt följande:

EC = I _n / P _n-1 × 100

Där vi kan se att EG är en procentandel av den totala tillgängliga produktiviteten (P _n-1 ) som effektivt intas av det övre sammanhängande trofiska facket (I _n ).

För primära konsumenter i betesystemet är till exempel procenten (uttryckt i energienheter och per tidsenhet) för PPN som konsumeras av växtätare.

Om vi ​​hänvisade till sekundära konsumenter, skulle det motsvara andelen produktivitet hos växtätare som konsumeras av köttätare. Resten dör utan att ätas och gå in i förfallskedjan.

Å andra sidan uttrycks assimilationseffektiviteten enligt följande:

EA = A _n / I _n × 100

Återigen hänvisar vi till en procentsats, men den här gången till den del av energin som kommer från mat och intas i ett trofiskt fack av en konsument (I _n ) och som assimileras av deras matsmältningssystem (A _n ).

Denna energi kommer att vara den som är tillgänglig för tillväxt och för utförande av arbete. Återstoden (den del som inte assimileras) går förlorad med avföringen och går sedan in i den trofiska nivån för sönderdelarna.

Slutligen uttrycks produktionseffektiviteten (EP) som:

som också är en procentsats, men i detta fall hänvisar vi till den assimilerade energi (A _n ) som hamnar att införlivas i ny biomassa (P _n ). All den oassimilerade energiska resten går förlorad i form av värme under andning.

Produkter som utsöndringar och / eller utsöndringar (rikt på energi), som har deltagit i metaboliska processer, kan betraktas som produktion, P _n , och är tillgängliga, som lik, för sönderdelare.

Global överföringseffektivitet

Efter att ha definierat dessa tre viktiga kategorier kan vi nu fråga oss om "global överföringseffektivitet" från en trofisk nivå till nästa, vilket helt enkelt ges av produkten från de tidigare nämnda effektiviteten (EC x EA x EP).

Uttryckt på ett gemensamt sätt kan vi säga att effektiviteten på en nivå ges av vad som effektivt kan intas, som sedan assimileras och hamnar införlivas i ny biomassa.

Vart går den förlorade energin?

Produktiviteten hos växtätare är alltid lägre än hos de växter som de livnär sig på. Vi kan sedan fråga oss själva: vart går den förlorade energin?

För att besvara denna fråga måste vi uppmärksamma följande fakta:

1. Inte all växtbiomassa konsumeras av växtätare, eftersom mycket av den dör och kommer in i den trofiska nivån för sönderdelare (bakterier, svampar och resten av detritivorer).
2. Inte all biomassa som konsumeras av växtätare, och inte den som växter som konsumeras i tur och ordning av köttätare, assimileras och är tillgänglig för att införlivas i konsumentens biomassa; en del går förlorad med avföringen och övergår därmed till sönderdelarna.
3. Inte all energi som samlas in konverteras faktiskt till biomassa, eftersom en del av den går förlorad som värme under andning.

Detta händer av två grundläggande skäl: För det första på grund av att det inte finns någon energiomvandlingsprocess som är 100% effektiv. Det vill säga att det alltid finns en förlust i form av värme i konverteringen, vilket är perfekt i linje med den andra termodynamiklagen.

För det andra, eftersom djur måste arbeta, vilket kräver energiförbrukning och detta i sin tur innebär nya förluster i form av värme.

Dessa mönster förekommer på alla trofiska nivåer, och som förutses av den andra lagen om termodynamik sprids alltid en del av energin som man försöker överföra från en nivå till en annan i form av oanvändbar värme.

referenser

1. Caswell, H. (2005). Matväv: Från anslutning till energikraft. (H. Caswell, red.). Framsteg inom ekologisk forskning (vol. 36). Elsevier Ltd. pp. 209.
2. Curtis, H. et al. (2008). Biologi. 7: e upplagan. Buenos Aires-Argentina: Redaktör Médica Panamericana. pp. 1160.
3. Kitching, RL (2000). Matväv och behållarhabitat: Fytotelmatas naturhistoria och ekologi. Cambridge University Press. pp. 447.
4. Lindemann, RL (1942). Den trofiska - dynamiska aspekten av ekologi. Ekologi, 23, 399-418.
5. Pascual, M. och Dunne, JA (2006). Ekologiska nätverk: Koppling av struktur till dynamik på livsmedelswebbplatser. (M. Pascual & JA Dunne, Eds.) Santa Fe Institute Studies in the Sciences of Complexity. Oxford University Press. pp. 405.