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食物連鎖のモデルで象徴される「誰が誰を食べるか」という関係は、地球の生態系に真に基本的な構造の一部を与えます。目に見えるアクションの食物連鎖は、ジャッキウサギに襲い掛かるワシやニシンの群れを食いしばっているサメかもしれませんが、より本質的な、根底にある動きを視覚化することもできます。もともとは太陽の核反応によって生成されたエネルギーであり、生態系を通って流れ、システムの生命力を動かします。
生態系のエネルギー
太陽からの電磁エネルギーは、地球のほぼすべての生態系に燃料を供給しますが、熱水噴出孔から供給されるエネルギーを利用する深海コミュニティがあります。緑の植物は、入ってくる太陽エネルギーを「修正」します。つまり、彼らはそれを捕らえて、光合成のプロセスを通して炭水化物に含まれる化学エネルギーに変換します。これらの化合物の化学結合のエネルギーは、それを得るために、死んだ有機物を分解する無脊椎動物、真菌、微生物などの植物や植物を食べる生物を消費する他の生物に栄養を与えます。
分解は植物が光合成を促進するために使用する必須の無機栄養素を生成するため、問題 サイクル エコシステムを通じて。対照的に、エネルギーはリサイクルされませんが、むしろ 流れ システムを介して：生物の組織を維持する重要なプロセスに化学エネルギーを使用して生きるメカニズムは、最終的な副産物として熱を生成し、これを生命体が使用できるエネルギーの形に戻すことはできません。したがって、植物は光合成を促進するために太陽光の安定した供給を必要とし、非光合成生物は新しいエネルギーを得るために食物の安定した摂取を必要とします。
生産者、消費者、分解者
太陽の電磁放射から使用可能な化学エネルギーを製造するため、緑の植物や藻やシアノバクテリアなどの他の光合成生物は「生産者」と呼ばれます。生産者によって固定されたエネルギーに直接または間接的に依存する非光合成生物は、生態系の「消費者」です鹿やカメなどの草食動物は、そのエネルギーを得るために植物を食べます。それは 主な消費者 プロデューサー自体を消費するためです。クモやトラのような肉食動物のような草食動物を捕食する動物は 二次消費者;もちろん肉食動物は他の肉食動物も食べます–イタチを捕食する偉大なミミズクは言う–あなたも話すことができます 三次消費者.
黄色いジャケットからヒグマまで、多くの動物は植物と動物の両方を食べます。これら 雑食 したがって、プライマリコンシューマとセカンダリコンシューマの両方として機能します。分解装置は、死んだ植物や動物を食べて、有機物質を無機ガスやミネラルに変換する特別なクラスの消費者であり、栄養素としてシステムに戻すことができます。
食物連鎖には、他の生物を完全に消費する生物だけが関与するわけではないことに留意してください。多くの場合、草食動物は閲覧したり放牧したりする個々の植物を破壊せず、多くの寄生虫は生計を立てる宿主生物を完全に殺しません。さらに、ある種の生命体が別の生命体からエネルギーを引き出しながら、ある種のサービスと引き換えに相互作用する関係がたくさんあります。たとえば、植物の根にコロニーを形成し、植物の根からエネルギーを得ながら、植物が水と栄養分を吸収する能力を高める真菌。
食物連鎖とバイオマスピラミッド
生産者から消費者、分解者へのエネルギーの経路は食物連鎖を形成します。シンプルなものには、草からインパラ、チーターまで含まれます。現実には、生物はしばしば他の複数の生物によって食べられ、食べられます。 食物網 –基本的には一連の食物連鎖が織り交ぜられています–より詳細なモデルですが、食物連鎖の基本的な線形構造は、生態系のエネルギーの流れを追跡するのに依然として有用です。食物連鎖の各ラングは、 栄養段階：生産者は基礎栄養レベルを占め、主消費者は次のレベルを占めます。
関連する概念は バイオマス または エネルギーピラミッド、生態系のさまざまな栄養レベルの生物の相対的な割合を象徴します。厳密な規則ではありませんが、生産者は通常、一次消費者を大きく上回り、一次消費者は二次消費者を大きく上回ります。これは、生態系を介したエネルギー伝達の固有の非効率性のためです。平均して、光合成は地球の入射太陽エネルギーの1パーセントをはるかに下回ります。その結果、化学エネルギーのごく一部だけが実際に食物連鎖に流れ込みます。その多くは、植物がそれ自体で使用します。食物連鎖の各段階で、生物の呼吸のためにエネルギーが「燃やされ」、熱に失われるため、消費者はより高い栄養レベルで利用可能な量を減らすことができます。標準的な概算では、1つの栄養レベルで保存されたエネルギーのわずか10％が次の栄養レベルに渡されます。大まかに言えば、これが、単一のシャチが、エビ、魚、アザラシなどの食物連鎖の介在を介して、多数のプランクトンがそれ自体を維持することを必要とする理由です。