6.1.1.4: फूड चेन और फूड वेब्स

एक समुदाय में ट्रॉफिक इंटरैक्शन को फूड चेन और फूड वेब्स नामक आरेखों द्वारा दर्शाया जा सकता है। इन प्रस्तुतियों पर विस्तार से चर्चा करने से पहले, हमें पहले ऊर्जा की मूल बातों की समीक्षा करनी चाहिए। ट्रॉफिक इंटरैक्शन के परिणामस्वरूप एक समुदाय के माध्यम से ऊर्जा प्रवाहित होती है।

उर्जा

वस्तुतः जीवित जीवों द्वारा किए गए हर कार्य के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। सामान्य तौर पर, ऊर्जा को काम करने की क्षमता, या किसी प्रकार का परिवर्तन करने की क्षमता के रूप में परिभाषित किया जाता है। ऊर्जा अलग-अलग रूपों में मौजूद है। उदाहरणों में प्रकाश ऊर्जा, गतिज ऊर्जा, ऊष्मा ऊर्जा, संभावित ऊर्जा और रासायनिक ऊर्जा शामिल हैं।

जब कोई वस्तु गतिमान होती है, तो उस वस्तु से जुड़ी ऊर्जा होती है। एक wrecking ball के बारे में सोचो। यहां तक कि धीमी गति से चलने वाली मलबे वाली गेंद अन्य वस्तुओं को बहुत नुकसान पहुंचा सकती है। गतिमान वस्तुओं से जुड़ी ऊर्जा को गतिज ऊर्जा कहा जाता है। ऊष्मा ऊर्जा पदार्थ में गति की ऊर्जा है (कोई भी चीज जो अंतरिक्ष लेती है और जिसमें द्रव्यमान होता है) और इसे एक प्रकार की गतिज ऊर्जा माना जाता है। पदार्थ जितना गर्म होता है, उतनी ही तेजी से उसके अणु आगे बढ़ रहे होते हैं। हवा में अणुओं की तीव्र गति, तेज गोली, और चलने वाले व्यक्ति में गतिज ऊर्जा होती है। अब क्या होगा अगर उसी गतिहीन मलबे वाली गेंद को क्रेन से जमीन से दो कहानियों को ऊपर उठाया जाए? यदि निलंबित व्रेकिंग बॉल नहीं चल रही है, तो क्या इससे जुड़ी ऊर्जा है? इसका जवाब है हां। व्रेकिंग बॉल को उठाने के लिए जो ऊर्जा की आवश्यकता थी, वह गायब नहीं हुई थी, लेकिन अब इसे अपनी स्थिति और उस पर काम करने वाले गुरुत्वाकर्षण बल के आधार पर मलबे की गेंद में संग्रहीत किया जाता है। इस प्रकार की ऊर्जा को संभावित ऊर्जा कहा जाता है। यदि गेंद गिरती, तो संभावित ऊर्जा गतिज ऊर्जा में तब्दील हो जाती, जब तक कि गेंद जमीन पर आराम करने पर सभी संभावित ऊर्जा समाप्त नहीं हो जाती। व्रेकिंग बॉल्स भी पेंडुलम की तरह झूलती हैं; झूले के माध्यम से, गतिज ऊर्जा (झूले के निचले भाग में सबसे अधिक) में संभावित ऊर्जा (झूले के शीर्ष पर सबसे अधिक) का निरंतर परिवर्तन होता है। संभावित ऊर्जा के अन्य उदाहरणों में बांध के पीछे रखे पानी की ऊर्जा या हवाई जहाज से बाहर निकलने वाला व्यक्ति (आंकड़ा\(\PageIndex{a}\)) शामिल है।

चित्र\(\PageIndex{a}\): अभी भी पानी में संभावित ऊर्जा होती है; बहते पानी, जैसे कि झरने या तेजी से बहने वाली नदी में, में गतिज ऊर्जा होती है। (क्रेडिट “बांध”: “पास्कल” /फ़्लिकर द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “वाटरफॉल”: फ्रैंक ग्वाल्टिएरी द्वारा काम में संशोधन)

संभावित ऊर्जा न केवल पदार्थ के स्थान से जुड़ी है, बल्कि पदार्थ की संरचना से भी जुड़ी है। रासायनिक ऊर्जा संभावित ऊर्जा का एक उदाहरण है जो अणुओं में जमा होती है। जब अणु जो उच्च ऊर्जा और कम स्थिर होते हैं, उन उत्पादों पर प्रतिक्रिया करते हैं जो कम ऊर्जा और अधिक स्थिर होते हैं, तो यह संग्रहीत ऊर्जा निकलती है। रासायनिक ऊर्जा जीवित कोशिकाओं को भोजन से ऊर्जा प्रदान करने के लिए जिम्मेदार है।

जैविक प्रणालियों में ऊर्जा के प्रवाह के तरीके की सराहना करने के लिए, ऊर्जा को नियंत्रित करने वाले दो भौतिक कानूनों को समझना महत्वपूर्ण है। ऊष्मागतिकी का पहला नियम बताता है कि ब्रह्मांड में ऊर्जा की कुल मात्रा स्थिर और संरक्षित है। दूसरे शब्दों में, ब्रह्मांड में हमेशा उतनी ही मात्रा में ऊर्जा रही है, और हमेशा रहेगी। ऊर्जा कई अलग-अलग रूपों में मौजूद है। ऊष्मागतिकी के पहले नियम के अनुसार, ऊर्जा को एक स्थान से दूसरे स्थान पर स्थानांतरित किया जा सकता है या अलग-अलग रूपों में परिवर्तित किया जा सकता है, लेकिन इसे बनाया या नष्ट नहीं किया जा सकता है। ऊर्जा के हस्तांतरण और परिवर्तन हर समय हमारे आसपास होते हैं। प्रकाश बल्ब विद्युत ऊर्जा को प्रकाश और ऊष्मा ऊर्जा में बदलते हैं। गैस स्टोव प्राकृतिक गैस से रासायनिक ऊर्जा को ऊष्मा ऊर्जा में बदल देते हैं। पौधे पृथ्वी पर सबसे अधिक जैविक रूप से उपयोगी ऊर्जा परिवर्तनों में से एक करते हैं: वह सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा को जैविक अणुओं, जैसे शर्करा (आकृति\(\PageIndex{b}\)) में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करना।

चित्र\(\PageIndex{b}\): एक प्रणाली से दूसरे में और एक रूप से दूसरे रूप में स्थानांतरित और परिवर्तित ऊर्जा के कुछ उदाहरण दिखाए गए हैं। हम जिस भोजन का सेवन करते हैं, वह आइसक्रीम कोन द्वारा दर्शाया जाता है, हमारी कोशिकाओं को शारीरिक कार्यों को करने के लिए आवश्यक रासायनिक ऊर्जा प्रदान करता है। इसे गतिज ऊर्जा (गति की ऊर्जा) में परिवर्तित किया जा सकता है, जिसे बाइक चलाने के लिए आवश्यक होगा। पत्तियां प्रकाश संश्लेषण का संचालन करती हैं, जो सूर्य से प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं। (क्रेडिट “आइसक्रीम”: डी शेरोन प्रुइट द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “किड्स”: प्रोविडेंस से मैक्स द्वारा काम का संशोधन; क्रेडिट “लीफ”: कोरी ज़ांकर द्वारा काम में संशोधन)

सभी जीवित जीवों के लिए चुनौती उन रूपों में अपने परिवेश से ऊर्जा प्राप्त करना है जो सेलुलर कार्य करने के लिए उपयोग करने योग्य हैं। काम करने के लिए ऊर्जा प्राप्त करने, बदलने और उपयोग करने के लिए एक जीवित कोशिका के प्राथमिक कार्य सरल लग सकते हैं। हालांकि, ऊष्मागतिकी का दूसरा नियम बताता है कि ये कार्य दिखाई देने की तुलना में कठिन क्यों हैं। सभी ऊर्जा हस्तांतरण और परिवर्तन कभी भी पूरी तरह से कुशल नहीं होते हैं। प्रत्येक ऊर्जा हस्तांतरण में, कुछ मात्रा में ऊर्जा एक ऐसे रूप में खो जाती है जो अनुपयोगी हो। ज्यादातर मामलों में, यह रूप ऊष्मा ऊर्जा है। उदाहरण के लिए, जब एक प्रकाश बल्ब चालू होता है, तो विद्युत ऊर्जा से प्रकाश ऊर्जा में परिवर्तित होने वाली कुछ ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा के रूप में खो जाती है। इसी तरह, जीवों में होने वाली चयापचय प्रतिक्रियाओं के दौरान कुछ ऊर्जा ऊष्मा ऊर्जा के रूप में खो जाती है।

आदेश और विकार की अवधारणा ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम से संबंधित है। एक प्रणाली द्वारा अपने परिवेश में जितनी अधिक ऊर्जा खो जाती है, उतनी ही कम क्रमबद्ध और अधिक यादृच्छिक प्रणाली होती है। वैज्ञानिक एक प्रणाली के भीतर यादृच्छिकता या विकार के माप को एन्ट्रॉपी के रूप में संदर्भित करते हैं। उच्च एन्ट्रापी का अर्थ है उच्च विकार और कम ऊर्जा। जीवित चीजें अत्यधिक व्यवस्थित होती हैं, जिसके लिए कम एन्ट्रापी की स्थिति में निरंतर ऊर्जा इनपुट बनाए रखने की आवश्यकता होती है।

एनर्जी फ्लो

कोशिकाएं मुख्य रूप से कार्बोहाइड्रेट के अणुओं में पाई जाने वाली रासायनिक ऊर्जा पर चलती हैं, और इनमें से अधिकांश अणु एक प्रक्रिया द्वारा उत्पन्न होते हैं: प्रकाश संश्लेषण। प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से, कुछ जीव सौर ऊर्जा (सूर्य के प्रकाश) को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, जिसका उपयोग बाद में कार्बोहाइड्रेट के अणुओं (आकृति\(\PageIndex{c}\)) के निर्माण के लिए किया जाता है। प्रकाश संश्लेषण से प्राप्त ऊर्जा समुदायों में लगातार प्रवेश करती है और एक जीव से दूसरे जीव में स्थानांतरित हो जाती है। इसलिए, प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से, प्रकाश संश्लेषण की प्रक्रिया पृथ्वी पर जीवित चीजों के लिए आवश्यक अधिकांश ऊर्जा प्रदान करती है। प्रकाश संश्लेषण के बारे में अधिक जानकारी के लिए OpenStax कॉन्सेप्ट्स ऑफ बायोलॉजी में कार्बन साइकिल और प्रकाश संश्लेषण देखें।

चित्र\(\PageIndex{c}\): प्रकाश संश्लेषण ऑक्सीजन को छोड़ने और ऊर्जा भंडारण करने वाले चीनी अणुओं का उत्पादन करने के लिए सौर ऊर्जा, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी का उपयोग करता है। OpenStax (CC-BY) द्वारा छवि और कैप्शन। openstax.org पर मुफ्त में प्रवेश करें।

जीव जो प्रकाश संश्लेषण (जैसे पौधे, शैवाल, और कुछ बैक्टीरिया) का संचालन करते हैं, और ऐसे जीव जो अन्य तरीकों से शर्करा को संश्लेषित करते हैं उन्हें उत्पादक कहा जाता है। इन जीवों के बिना, ऊर्जा अन्य जीवित जीवों के लिए उपलब्ध नहीं होगी, और जीवन संभव नहीं होगा। उपभोक्ता, जैसे जानवर, कवक, और विभिन्न सूक्ष्मजीव प्रत्यक्ष या अप्रत्यक्ष रूप से उत्पादकों पर निर्भर करते हैं। उदाहरण के लिए, एक हिरण पौधों को खाने से ऊर्जा प्राप्त करता है। एक हिरण खाने वाला भेड़िया ऊर्जा प्राप्त करता है जो मूल रूप से उस हिरण (आकृति\(\PageIndex{d}\)) द्वारा खाए गए पौधों से आया था। इस तर्क का उपयोग करते हुए, मनुष्यों द्वारा खाए गए सभी खाद्य पदार्थों का पता उन उत्पादकों से लगाया जा सकता है जो प्रकाश संश्लेषण (आकृति\(\PageIndex{e}\)) करते हैं।

चित्र\(\PageIndex{d}\): प्रकाश संश्लेषण से कार्बोहाइड्रेट के अणुओं में जमा ऊर्जा खाद्य श्रृंखला से होकर गुजरती है। इन हिरणों को खाने वाले शिकारी को ऊर्जा मिल रही है जो हिरण द्वारा खाए गए फोटोसिंथेटिक वनस्पति में उत्पन्न हुई थी। (क्रेडिट: स्टीव वनरिपर, यूएस फिश एंड वाइल्डलाइफ सर्विस)

चित्र\(\PageIndex{e}\): आखिरकार, अधिकांश जीवन रूप सूर्य से अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं। यह फ्लो चार्ट प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से पौधों जैसे उत्पादकों द्वारा कब्जा किए जा रहे सूरज से ऊर्जा को दर्शाता है। ऊर्जा उत्पादकों के उपभोक्ताओं को हस्तांतरित की जाती है, जैसे कि जानवर। उत्पादकों से सीधे ऊर्जा प्राप्त की जा सकती है (शाकाहारी पौधे खाते हैं) या अप्रत्यक्ष रूप से (मांसाहारी शाकाहारी भोजन करते हैं)। विघटनकर्ता अंततः पौधों और जानवरों की सामग्री सहित मृत जीवों को तोड़ देते हैं, और पोषक तत्व पूल में योगदान करते हैं। फंगी और बैक्टीरिया डिकम्पोज़र होते हैं, और कीड़े डिट्रिटिवोर्स (दिखाए नहीं गए) होते हैं। प्रत्येक ऊर्जा हस्तांतरण के दौरान, सिस्टम में कुछ ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है।

उपभोक्ताओं को इस आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है कि वे पशु या पौधों की सामग्री (आंकड़ा\(\PageIndex{f}\)) खाते हैं या नहीं। विशेष रूप से जानवरों को खिलाने वाले उपभोक्ताओं को मांसाहारी कहा जाता है। शेर, बाघ, सांप, शार्क, समुद्री तारे, मकड़ी और लेडीबग्स सभी मांसाहारी हैं। शाकाहारी वे उपभोक्ता हैं जो विशेष रूप से पौधों की सामग्री पर भोजन करते हैं, और उदाहरणों में हिरण, कोआला, कुछ पक्षियों की प्रजातियां, क्रिकेट और कैटरपिलर शामिल हैं। हर्बिवोर्स को आगे फ्रुगिवोर्स (फल खाने वाले), ग्रेनिवोर्स (बीज खाने वाले), नेक्टिवोर्स (अमृत फीडर), और फोलिवोर्स (पत्ती खाने वाले) में वर्गीकृत किया जा सकता है। जो उपभोक्ता पौधे और पशु दोनों सामग्री खाते हैं, उन्हें सर्वाहारी माना जाता है। मनुष्य, भालू, मुर्गियां, कॉकरोच और क्रेफ़िश सर्वाहारी के उदाहरण हैं।

चित्र\(\PageIndex{f}\): शेर (ऊपर बाएं) जैसे मांसाहारी मुख्य रूप से मांस खाते हैं। लेडीबग (निचला बायाँ) एक मांसाहारी भी है जो एफिड्स नामक छोटे कीटों का सेवन करता है। खच्चर हिरण (मध्य) की तरह शाकाहारी लोग मुख्य रूप से पौधों की सामग्री खाते हैं। भालू (ऊपर दाएं) और क्रेफ़िश (नीचे दाएं) जैसे सर्वाहारी पौधे और पशु आधारित भोजन दोनों खाते हैं। केविन प्लक द्वारा शेर; जॉन सुलिवन द्वारा लेडीबग; बिल एबसेन द्वारा खच्चर हिरण; डेव मेनके द्वारा भालू; जॉन सुलिवन द्वारा क्रेफ़िश। सभी ओपनस्टैक्स (CC-BY) से। openstax.org पर मुफ्त में प्रवेश करें।

मृत उत्पादकों और उपभोक्ताओं को डिट्रिटिवोर्स (जो मृत ऊतकों को निगल लेते हैं) और डिकम्पोज़र (जो पाचन एंजाइमों को स्रावित करके इन ऊतकों को साधारण अणुओं में तोड़ देते हैं) द्वारा खाए जाते हैं। अकशेरुकी जानवर, जैसे कीड़े और मिलीपदी, डिट्रिटिवोर्स के उदाहरण हैं, जबकि कवक और कुछ बैक्टीरिया उदाहरण डिकम्पोज़र हैं।

फ़ूड चेन

एक खाद्य श्रृंखला जीवों का एक रैखिक क्रम है जिसके माध्यम से पोषक तत्व और ऊर्जा गुजरती है क्योंकि एक जीव दूसरे को खाता है। खाद्य श्रृंखला में प्रत्येक जीव एक विशिष्ट ट्रॉफिक स्तर (ऊर्जा स्तर) पर रहता है, जो खाद्य श्रृंखला में इसकी स्थिति है। खाद्य श्रृंखला में पहला ट्रॉफिक स्तर उत्पादक है। प्राथमिक उपभोक्ता (शाकाहारी जो उत्पादक खाते हैं) दूसरे ट्रॉफिक स्तर हैं। इसके बाद उच्च स्तर के उपभोक्ता हैं। उच्च स्तर के उपभोक्ताओं में द्वितीयक उपभोक्ता (तीसरा ट्रॉफिक स्तर) शामिल हैं, जो आमतौर पर मांसाहारी होते हैं जो प्राथमिक उपभोक्ताओं को खाते हैं, और तृतीयक उपभोक्ता (चौथा ट्रॉफिक स्तर), जो मांसाहारी होते हैं जो अन्य मांसाहारी खाते हैं। ओंटारियो झील की खाद्य श्रृंखला में, चित्र में दिखाया गया है\(\PageIndex{g}\), चिनूक सैल्मन इस खाद्य श्रृंखला के शीर्ष पर शीर्ष उपभोक्ता है। कुछ समुदायों में अतिरिक्त ट्रॉफिक स्तर (क्वाटरनेरी उपभोक्ता, पाँचवाँ ऑर्डर उपभोक्ता, आदि) होते हैं। अंत में, डिट्रिटिवोर्स और डिकम्पोज़र किसी भी ट्रॉफिक स्तर से मृत और क्षयकारी जीवों को तोड़ देते हैं। फूड चेन के माध्यम से एक ही रास्ता है।

चित्र\(\PageIndex{g}\): ये संयुक्त राज्य अमेरिका-कनाडा सीमा पर ओंटारियो झील में एक खाद्य श्रृंखला के ट्रॉफिक स्तर हैं। आधार पर प्रकाश संश्लेषक हरे शैवाल (उत्पादकों) से प्राथमिक उपभोक्ताओं तक ऊर्जा और पोषक तत्व प्रवाहित होते हैं, जो मोलस्क या घोंघे होते हैं। द्वितीयक उपभोक्ता छोटी मछली हैं जिन्हें स्लमी स्कल्पिन कहा जाता है। तृतीयक और सर्वोच्च उपभोक्ता चिनूक सैल्मन है। डेट्रिटिवोर्स और डिकम्पोज़र नहीं दिखाए गए हैं। (क्रेडिट: राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन/एनओएए द्वारा कार्य में संशोधन)

एक प्रमुख कारक जो खाद्य श्रृंखला में कदमों की संख्या को सीमित करता है वह है ऊर्जा। एक ट्रॉफिक स्तर में केवल 10% ऊर्जा को अगले ट्रॉफिक स्तर पर स्थानांतरित किया जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऊष्मागतिकी के दूसरे नियम के कारण ट्रॉफिक स्तरों के बीच स्थानान्तरण के दौरान या विघटनकर्ता के बीच स्थानांतरण के दौरान गर्मी के रूप में बहुत अधिक ऊर्जा खो जाती है। इस प्रकार, चार से छह ट्रॉफिक ऊर्जा हस्तांतरण के बाद, खाद्य श्रृंखला में शेष ऊर्जा की मात्रा उच्च ट्रॉफिक स्तरों पर व्यवहार्य आबादी का समर्थन करने के लिए पर्याप्त नहीं हो सकती है (सामुदायिक उत्पादकता और स्थानांतरण दक्षता भी देखें)।

कुछ पर्यावरणीय विषाक्त पदार्थ अधिक केंद्रित हो सकते हैं क्योंकि वे खाद्य श्रृंखला को आगे बढ़ाते हैं, जिसमें शीर्ष उपभोक्ताओं में सबसे अधिक सांद्रता होती है, एक प्रक्रिया जिसे बायोमैग्निफिकेशन कहा जाता है। अनिवार्य रूप से, एक शीर्ष उपभोक्ता उन सभी विषाक्त पदार्थों का सेवन करता है जो पहले जीवों के शरीर में निचले ट्रॉफिक स्तरों पर जमा हुए थे। यह बताता है कि टूना या स्वोर्डफ़िश जैसी कुछ मछलियों को अक्सर खाने से पारा, एक विषैली भारी धातु के संपर्क में आ जाता है।

फ़ूड वेब्स

जबकि खाद्य श्रृंखलाएं सरल और विश्लेषण करने में आसान हैं, अधिकांश समुदायों का वर्णन करने के लिए खाद्य श्रृंखलाओं का उपयोग करते समय एक समस्या है। यहां तक कि जब सभी जीवों को उचित ट्रॉफिक स्तरों में वर्गीकृत किया जाता है, तब भी इनमें से कुछ जीव एक से अधिक ट्रॉफिक स्तर पर भोजन कर सकते हैं। इसके अलावा, प्रजातियां एक से अधिक प्रजातियों द्वारा भोजन करती हैं और खाई जाती हैं। दूसरे शब्दों में, ट्रॉफिक इंटरैक्शन का रैखिक मॉडल, खाद्य श्रृंखला, सामुदायिक संरचना का एक काल्पनिक और अत्यधिक सरल प्रतिनिधित्व है। एक समग्र मॉडल — जिसमें विभिन्न प्रजातियों और एक दूसरे के साथ और पर्यावरण के साथ उनके जटिल परस्पर संबंधों के बीच सभी इंटरैक्शन शामिल हैं-एक अधिक सटीक और वर्णनात्मक मॉडल है। फूड वेब एक अवधारणा है जो प्रत्येक प्रजाति (आकृति\(\PageIndex{h}\) और i) के बीच कई ट्रॉफिक इंटरैक्शन के लिए जिम्मेदार है।

चित्र\(\PageIndex{h}\): यह खाद्य वेब ट्रॉफिक स्तरों पर जीवों के बीच बातचीत को दर्शाता है। तीर एक जीव से इंगित करता है जो उस जीव से भस्म हो जाता है जो इसका सेवन करता है और ऊर्जा हस्तांतरण का प्रतिनिधित्व करता है। उत्पादक (पौधे) सूर्य से ऊर्जा प्राप्त करते हैं। उत्पादकों के ऊपर का स्तर उन प्राथमिक उपभोक्ताओं को दिखाता है जो उत्पादकों को खाते हैं। कुछ उदाहरण गिलहरी, चूहे, बीज खाने वाले पक्षी और भृंग हैं। मकड़ी और सेंटीपीड भृंग खाते हैं। रॉबिन्स बीटल, मकड़ियों और सेंटीपीड खाते हैं, और टोड बीटल और सेंटीपीड खाते हैं। लोमड़ी गिलहरी और चूहे खाते हैं; उल्लू गिलहरी, चूहे, बीज खाने वाले पक्षी और रॉबिन्स खाते हैं; और सांप चूहे, बीज खाने वाले पक्षी, रॉबिन्स, सेंटीपीड और टोड खाते हैं। कुछ उपभोक्ता ट्रॉफिक स्तरों के बीच में होते हैं क्योंकि वे प्राथमिक, द्वितीयक और/या तृतीयक उपभोक्ताओं का संयोजन खाते हैं। सभी उत्पादक और उपभोक्ता अंततः मिट्टी में डिकम्पोज़र (मशरूम, मोल्ड और बैक्टीरिया) और डिट्रिटिवोर्स (केंचुए) के लिए पोषण बन जाते हैं, जिन्हें चित्रण के तल पर चित्रित किया गया है। (क्रेडिट “लोमड़ी”: केविन बैकर, एनपीएस द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “उल्लू”: जॉन और करेन हॉलिंग्सवर्थ, यूएसएफडब्ल्यूएस द्वारा काम का संशोधन; क्रेडिट “सांप”: स्टीव जर्वेटसन द्वारा काम का संशोधन; क्रेडिट “रॉबिन”: एलन वर्नोन द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “मेंढक”: एलेसेंड्रो कैटेनाज़ी द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट” मकड़ी”: “Sanba38"/विकिमीडिया कॉमन्स द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “सेंटीपीड”: “बाउरफ़” /विकिमीडिया कॉमन्स द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “गिलहरी”: डॉन हुक्ज़ेक द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “माउस”: NIGMS, NIH द्वारा काम का संशोधन; क्रेडिट “स्पैरो”: डेविड फ्रिएल द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “बीटल”: स्कॉट बाउर, यूएसडीए कृषि अनुसंधान सेवा द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “मशरूम”: क्रिस वी द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “मोल्ड”: डॉ। ल्यूसिल जॉर्ज, सीडीसी द्वारा काम का संशोधन; क्रेडिट “केंचुआ”: रॉब हिल द्वारा काम में संशोधन; क्रेडिट “बैक्टीरिया”: डॉन स्टालन, सीडीसी द्वारा काम में संशोधन)

चित्र\(\PageIndex{i}\): इस खाद्य वेब में, प्रत्येक जीव में कई खाद्य स्रोत हो सकते हैं या कई प्रजातियों द्वारा खाए जा सकते हैं। फाइटोप्लांकटन प्राथमिक उत्पादक हैं। इनका सेवन सैंड लांस, क्रिल और ज़ूप्लंकटन द्वारा किया जाता है। सैंड लेंस का सेवन पफिन, किटीवेक और सेफालोपोड्स द्वारा किया जाता है। क्रिल का सेवन सैंड लांस, सेफालोपोड्स, ऑकलेट्स और सैल्मन द्वारा किया जाता है। ज़ूप्लंकटन का सेवन सैंड लांस, क्रिल, ऑकलेट्स और सैल्मन द्वारा किया जाता है। पफिन चूहों और गुल द्वारा खाए जाते हैं। किट्टीवेक चूहे, लोमड़ी और गुल द्वारा खाए जाते हैं। सेफालोपोड्स का सेवन पफिन और गल्स द्वारा किया जाता है। ऑकलेट्स का सेवन गल्स और लोमड़ियों द्वारा किया जाता है। सैल्मन का सेवन सेफालोपोड्स और गल्स द्वारा किया जाता है। चूहों का सेवन लोमड़ी और गुल करते हैं। गल्स का सेवन लोमड़ियों द्वारा किया जाता है। डेट्रिटिवोर्स और डिकम्पोज़र नहीं दिखाए गए हैं। CK-12 फाउंडेशन (CC-BY-NC) के लिए मारियाना रुइज़ विल्लारियल (लेडी ऑफ हैट्स) की छवि।

खाद्य वेब में प्रत्येक प्रजाति का ट्रॉफिक स्तर जरूरी नहीं कि एक पूर्ण संख्या हो। चित्र में\(\PageIndex{i}\), फाइटोप्लांकटन प्राथमिक उत्पादक (ट्रॉफिक स्तर 1) हैं। ज़ूप्लंकटन केवल फाइटोप्लांकटन पर फ़ीड करते हैं, जिससे वे प्राथमिक उपभोक्ता (ट्रॉफिक स्तर 2) बन जाते हैं। अन्य प्रजातियों के ट्रॉफिक स्तर का निर्धारण करना अधिक जटिल है। उदाहरण के लिए, क्रिल फाइटोप्लांकटन और ज़ूप्लंकटन दोनों खाते हैं। यदि क्रिल ने केवल फाइटोप्लांकटन खाया तो वे प्राथमिक उपभोक्ता (ट्रॉफिक स्तर 2) खाएंगे। यदि वे केवल ज़ोप्लांकटन खाते हैं, तो वे द्वितीयक उपभोक्ता (ट्रॉफिक स्तर 3) होंगे। चूंकि, क्रिल दोनों का उपभोग करते हैं, इसलिए उनका ट्रॉफिक स्तर 2.5 है।

सामुदायिक उत्पादकता और स्थानांतरण क्षमता

जिस दर पर प्रकाश संश्लेषक उत्पादक सूर्य से ऊर्जा को शामिल करते हैं, उसे सकल प्राथमिक उत्पादकता कहा जाता है। एक कैटेल मार्श में, पौधे सूर्य से केवल 2.2% ऊर्जा को फंसाते हैं जो उन तक पहुँचती है। तीन प्रतिशत ऊर्जा परावर्तित होती है, और अन्य 94.8% का उपयोग पौधे के अंदर और आसपास के पानी को गर्म करने और वाष्पित करने के लिए किया जाता है। हालांकि, उत्पादकों द्वारा शामिल की गई सभी ऊर्जा खाद्य वेब में अन्य जीवों के लिए उपलब्ध नहीं है क्योंकि उत्पादकों को भी विकास और पुनरुत्पादन करना चाहिए, जिससे ऊर्जा की खपत होती है। कैटेल मार्श प्लांट्स द्वारा फंसे 2.2% में से कम से कम आधे का उपयोग पौधों की अपनी ऊर्जा जरूरतों को पूरा करने के लिए किया जाता है।

शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता वह ऊर्जा है जो उत्पादकों की चयापचय संबंधी जरूरतों और गर्मी की कमी के कारण उत्पादकों में बनी रहती है। इसके बाद अगले ट्रॉफिक स्तर पर प्राथमिक उपभोक्ताओं के लिए शुद्ध उत्पादकता उपलब्ध होती है। शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता को मापने का एक तरीका यह है कि एक निश्चित अंतराल पर मीटर ^{2 (लगभग 10.7 फीट 2}) भूमि पर उत्पादित पौधों की सामग्री को इकट्ठा करना और तौलना। एक ग्राम पादप सामग्री (जैसे, तने और पत्तियां), जो मोटे तौर पर कार्बोहाइड्रेट सेल्यूलोज है, जलाए जाने पर लगभग 4.25 किलो कैलोरी ऊर्जा उत्पन्न करती है। शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता रेगिस्तान में 500 किलो कैलोरी/मीटर ^{2/वर्ष} से लेकर उष्णकटिबंधीय वर्षा वन में 15,000 किलो कैलोरी/मीटर ^{2/वर्ष} तक हो सकती है।

सिल्वर स्प्रिंग्स, फ्लोरिडा में एक जलीय समुदाय में, सकल प्राथमिक उत्पादकता (प्राथमिक उत्पादकों द्वारा जमा कुल ऊर्जा) 20,810 किलो कैलोरी/मीटर ^{2/वर्ष} (आंकड़ा\(\PageIndex{j}\)) थी। उत्पादक की चयापचय संबंधी जरूरतों को पूरा करने के लिए गर्मी और ऊर्जा की आवश्यकता के रूप में खोई हुई ऊर्जा के लिए लेखांकन के बाद शुद्ध प्राथमिक उत्पादकता (उपभोक्ताओं के लिए उपलब्ध ऊर्जा) केवल 7,632 किलो कैलोरी/मीटर ² /वर्ष थी।

चित्र\(\PageIndex{j}\): सिल्वर स्प्रिंग्स, फ्लोरिडा में एक स्प्रिंग इकोसिस्टम के माध्यम से ऊर्जा का प्रवाह। प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर के लिए सकल उत्पादकता (नीला) शुद्ध उत्पादकता (लाल) के ठीक ऊपर सूचीबद्ध है। ध्यान दें कि ट्रॉफिक स्तर में प्रत्येक वृद्धि के साथ ऊर्जा कम हो जाती है। प्राथमिक उत्पादकों (सकल उत्पादकता) की ऊर्जा सामग्री 20,810 किलो कैलोरी/मीटर ² /वर्ष है। प्राथमिक उपभोक्ताओं की सकल उत्पादकता बहुत कम है, लगभग 3,368 किलो कैलोरी/मी ² /वर्ष। ^{द्वितीयक उपभोक्ताओं की सकल उत्पादकता 383 किलो कैलोरी/मी 2 /वर्ष है, और तृतीयक उपभोक्ताओं की सकल उत्पादकता केवल 21 किलो कैलोरी/मीटर 2/वर्ष है।} प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर की शुद्ध उत्पादकता सकल उत्पादकता से कम होती है क्योंकि कुछ ऊर्जा का उपयोग चयापचय संबंधी जरूरतों (श्वसन) को पूरा करने के लिए किया जाता है, और कुछ ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है। उदाहरण के लिए, प्राथमिक उपभोक्ताओं की शुद्ध उत्पादकता 1,103 किलो कैलोरी/मीटर ^{2/वर्ष} थी, जो सकल उत्पादकता का केवल एक तिहाई हिस्सा थी। प्रत्येक ट्रॉफिक स्तर (कुल 5,060 किलो कैलोरी/मीटर ^{2/वर्ष}) में कुछ ऊर्जा को डिकम्पोज़र में स्थानांतरित किया जाता है। शुरू में प्राथमिक उत्पादकों (20,810 किलो कैलोरी/मीटर ^{2/वर्ष}) द्वारा प्राप्त की गई सभी ऊर्जा अंततः सिस्टम से बाहर निकल जाती है।

एक ट्रॉफिक स्तर द्वारा पकड़ी गई ऊर्जा का केवल एक अंश बायोमास में आत्मसात किया जाता है, जो इसे अगले ट्रॉफिक स्तर तक उपलब्ध कराता है। एसिमिलेशन वर्तमान ट्रॉफिक स्तर का बायोमास है, जो भोजन के अधूरे अंतर्ग्रहण, उस ट्रॉफिक स्तर द्वारा काम करने के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा और कचरे के रूप में खो जाने वाली ऊर्जा के कारण खोई हुई ऊर्जा के लिए लेखांकन के बाद वर्तमान ट्रॉफिक स्तर का बायोमास है। अधूरा अंतर्ग्रहण इस तथ्य को संदर्भित करता है कि कुछ उपभोक्ता अपने भोजन का केवल एक हिस्सा खाते हैं। उदाहरण के लिए, जब एक शेर एक एंटीलोप को मारता है, तो वह छिपने और हड्डियों को छोड़कर सब कुछ खाएगा। शेर हड्डी के अंदर ऊर्जा से भरपूर अस्थि मज्जा को खो रहा है, इसलिए शेर अपने शिकार द्वारा प्रदान की जाने वाली सभी कैलोरी का उपयोग नहीं करता है। ^{सिल्वर स्प्रिंग्स में, प्राथमिक उपभोक्ताओं के लिए उपलब्ध 7618 किलो कैलोरी/मीटर 2/वर्ष ऊर्जा से केवल 1103 किलो कैलोरी/मीटर 2/वर्ष उनके बायोमास में आत्मसात किया गया था।} (पहले दो ट्रॉफिक स्तरों के बीच ट्रॉफिक स्तर की स्थानांतरण दक्षता लगभग 14.8 प्रतिशत थी।)

एक जानवर का ऊष्मा स्रोत उसकी ऊर्जा आवश्यकताओं को प्रभावित करता है। एक्टोथर्म, जैसे अकशेरुकी, मछली, उभयचर और सरीसृप, शरीर की गर्मी के लिए बाहरी स्रोतों पर निर्भर करते हैं, और एंडोथर्म, जैसे कि पक्षी और स्तनधारी, आंतरिक रूप से उत्पन्न गर्मी पर भरोसा करते हैं। आमतौर पर, एक्टोथर्म को अपनी चयापचय संबंधी जरूरतों को पूरा करने और एंडोथर्म की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है, और इसलिए, कई एंडोथर्म को एक्टोथर्म की तुलना में अधिक बार खाना पड़ता है।

एंडोथर्म द्वारा ऊर्जा के उपयोग की अक्षमता का दुनिया की खाद्य आपूर्ति पर व्यापक प्रभाव पड़ता है। यह व्यापक रूप से स्वीकार किया जाता है कि मांस उद्योग पशुधन को खिलाने के लिए बड़ी मात्रा में फसलों का उपयोग करता है, और क्योंकि इसका कम प्रतिशत बायोमास में आत्मसात हो जाता है, इसलिए पशु आहार से अधिकांश ऊर्जा खो जाती है। उदाहरण के लिए, मकई या सोयाबीन की 1000 आहार कैलोरी (किलो कैलोरी) का उत्पादन करने में लगभग 1¢ खर्च होता है, लेकिन गोमांस के सेवन के लिए समान संख्या में कैलोरी उगाने वाले मवेशियों का उत्पादन करने के लिए लगभग $0.19 का खर्च आता है। मवेशियों से दूध की समान ऊर्जा सामग्री भी महंगी है, लगभग $0.16 प्रति 1000 किलो कैलोरी पर। इस प्रकार, गैर-मांस और गैर-डेयरी खाद्य पदार्थों के सेवन को बढ़ावा देने के लिए दुनिया भर में एक आंदोलन बढ़ रहा है ताकि मांस उद्योग के लिए जानवरों को खिलाने में कम ऊर्जा बर्बाद हो।

एट्रिब्यूशन

निम्नलिखित स्रोतों से मेलिसा हा द्वारा संशोधित:

• मैथ्यू आर फिशर (CC-BY के तहत लाइसेंस प्राप्त) द्वारा पर्यावरण जीवविज्ञान से पारिस्थितिकी तंत्र के माध्यम से ऊर्जा, ऊर्जा प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से और ऊर्जा प्रवाह के माध्यम से पारिस्थितिकी तंत्र में प्रवेश करती है
• इकोसिस्टम की पारिस्थितिकी, पारिस्थितिक तंत्र के माध्यम से ऊर्जा प्रवाह, और OpenStax द्वारा जनरल बायोलॉजी/बायोलॉजी 2e से डाइजेस्टिव सिस्टम (CC-BY के तहत लाइसेंस प्राप्त)। openstax.org पर मुफ्त में प्रवेश करें।
• जॉन डब्ल्यू किमबॉल द्वारा जीवविज्ञान से पारिस्थितिकी तंत्र उत्पादकता (CC-BY के तहत लाइसेंस प्राप्त)