Skip to main content
Query

6.1.1.4: Minyororo ya Chakula na Webs Chakula

  • Page ID
    165926
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Ushirikiano wa Trophic katika jamii unaweza kuwakilishwa na michoro inayoitwa minyororo ya chakula na utando wa chakula. Kabla ya kujadili uwakilishi huu kwa undani, lazima kwanza tathmini misingi ya nishati. Nishati inapita kwa njia ya jamii kutokana na mwingiliano wa trophic.

    Nishati

    Karibu kila kazi iliyofanywa na viumbe hai inahitaji nishati. Kwa ujumla, nishati hufafanuliwa kama uwezo wa kufanya kazi, au kuunda aina fulani ya mabadiliko. Nishati ipo katika aina tofauti. Mifano ni pamoja na nishati ya mwanga, nishati ya kinetic, nishati ya joto, nishati ya uwezo, na nishati ya kemikali.

    Wakati kitu kinaendelea, kuna nishati inayohusishwa na kitu hicho. Fikiria mpira wa kuvunja. Hata mpira wa kuvunja polepole unaweza kufanya uharibifu mkubwa kwa vitu vingine. Nishati inayohusishwa na vitu katika mwendo inaitwa nishati ya kinetic. Nishati ya joto ni nishati ya mwendo katika suala (chochote kinachochukua nafasi na kina wingi) na kinachukuliwa kama aina ya nishati ya kinetic. Dutu ya joto, kasi ya molekuli zake zinahamia. Harakati ya haraka ya molekuli katika hewa, risasi ya kasi, na mtu anayetembea wote wana nishati ya kinetic. Sasa vipi ikiwa mpira huo usio na mwendo unaovunjika unainuliwa hadithi mbili juu ya ardhi na gane? Ikiwa mpira uliosimamishwa haukuhamia, kuna nishati inayohusishwa nayo? Jibu ni ndiyo. Nishati ambayo ilitakiwa kuinua mpira wa kuvunja haikutoweka, lakini sasa imehifadhiwa kwenye mpira wa kuvunja kwa sababu ya msimamo wake na nguvu ya mvuto inayofanya juu yake. Aina hii ya nishati inaitwa nishati ya uwezo. Ikiwa mpira ungeanguka, nishati inayoweza kubadilishwa kuwa nishati ya kinetic mpaka nishati yote ya uwezo ilikuwa imechoka wakati mpira ulipumzika chini. Kuvunja mipira pia swing kama pendulum; kwa njia ya swing, kuna mabadiliko ya mara kwa mara ya nishati ya uwezo (juu juu ya swing) kwa nishati ya kinetic (juu chini ya swing). Mifano mingine ya nishati inayoweza kujumuisha ni pamoja na nishati ya maji iliyofanyika nyuma ya bwawa au mtu anayepanda skydive nje ya ndege (takwimu\(\PageIndex{a}\)).

    Maji uliofanyika kuwa bwawa (kushoto) na maporomoko ya maji (kulia)
    Kielelezo\(\PageIndex{a}\): Bado maji yana nishati; kusonga maji, kama vile katika maporomoko ya maji au mto unaozunguka haraka, una nishati ya kinetic. (mikopo “bwawa”: mabadiliko ya kazi na “Pascal” /Flickr; mikopo “maporomoko ya maji”: mabadiliko ya kazi na Frank Gualtieri)

    Nishati inayoweza sio tu inayohusishwa na eneo la suala, lakini pia na muundo wa suala. Nishati ya kemikali ni mfano wa nishati inayoweza kuhifadhiwa katika molekuli. Wakati molekuli zilizo na nishati za juu na zisizo imara huguswa ili kuunda bidhaa ambazo ni nishati ya chini na imara zaidi, nishati hii iliyohifadhiwa inatolewa. Nishati ya kemikali ni wajibu wa kutoa seli hai na nishati kutoka kwa chakula.

    Ili kufahamu jinsi nishati inapita ndani na nje ya mifumo ya kibiolojia, ni muhimu kuelewa sheria mbili za kimwili zinazoongoza nishati. Sheria ya kwanza ya thermodynamics inasema kwamba jumla ya nishati katika ulimwengu ni mara kwa mara na kuhifadhiwa. Kwa maneno mengine, daima kumekuwa, na daima itakuwa, kiasi sawa cha nishati katika ulimwengu. Nishati ipo katika aina nyingi tofauti. Kwa mujibu wa sheria ya kwanza ya thermodynamics, nishati inaweza kuhamishwa kutoka sehemu kwa mahali au kubadilishwa kuwa aina tofauti, lakini haiwezi kuundwa au kuharibiwa. Uhamisho na mabadiliko ya nishati hufanyika karibu nasi wakati wote. Mababu ya mwanga hubadilisha nishati ya umeme kuwa nishati ya mwanga na joto. Miiko ya gesi hubadilisha nishati ya kemikali kutoka gesi asilia kuwa nishati ya joto. Mimea hufanya mojawapo ya mabadiliko ya nishati yenye manufaa ya kibiolojia duniani: ile ya kugeuza nishati ya jua kwa nishati ya kemikali iliyohifadhiwa ndani ya molekuli za kibiolojia, kama vile sukari (takwimu\(\PageIndex{b}\)).

    Koni ya barafu (juu kushoto), wavulana kwenye baiskeli (chini kushoto), jua (juu kulia), na jani (chini kulia).
    Kielelezo\(\PageIndex{b}\): Inaonyeshwa ni baadhi ya mifano ya nishati kuhamishwa na kubadilishwa kutoka mfumo mmoja hadi mwingine na kutoka fomu moja hadi nyingine. Chakula tunachotumia, kinachowakilishwa na koni ya ice cream, hutoa seli zetu na nishati ya kemikali inayohitajika kutekeleza kazi za mwili. Hii inaweza kubadilishwa kuwa nishati ya kinetic (nishati ya mwendo), ambayo itahitajika kupanda baiskeli. Majani hufanya photosynthesis, kubadilisha nishati ya mwanga kutoka jua hadi nishati ya kemikali. (mikopo “ice cream”: mabadiliko ya kazi na D. Sharon Pruitt; mikopo “watoto”: mabadiliko ya kazi na Max kutoka Riziki; mikopo “jani”: mabadiliko ya kazi na Cory Zanker)

    Changamoto kwa viumbe hai wote ni kupata nishati kutoka mazingira yao katika fomu ambazo zinatumika kufanya kazi za mkononi. Kazi ya msingi ya kiini hai ya kupata, kubadilisha, na kutumia nishati kufanya kazi inaweza kuonekana rahisi. Hata hivyo, sheria ya pili ya thermodynamics inaelezea kwa nini kazi hizi ni ngumu kuliko zinaonekana. Uhamisho wote wa nishati na mabadiliko haujawahi ufanisi kabisa. Katika kila uhamisho wa nishati, kiasi fulani cha nishati kinapotea kwa fomu ambayo haitumiki. Mara nyingi, fomu hii ni nishati ya joto. Kwa mfano, wakati bomba la taa limegeuka, baadhi ya nishati inayobadilishwa kutoka nishati ya umeme kwenye nishati ya mwanga inapotea kama nishati ya joto. Vivyo hivyo, nishati fulani hupotea kama nishati ya joto wakati wa athari za kimetaboliki zinazotokea katika viumbe.

    Dhana ya utaratibu na ugonjwa inahusiana na sheria ya pili ya thermodynamics. Nishati zaidi ambayo imepotea na mfumo kwa mazingira yake, chini ya kuamuru na zaidi random mfumo ni. Wanasayansi wanataja kipimo cha randomness au machafuko ndani ya mfumo kama entropy. Entropy ya juu ina maana ugonjwa wa juu na nishati ya chini. Vitu vilivyo hai vinatakiwa sana, vinahitaji pembejeo ya nishati ya mara kwa mara kuhifadhiwa katika hali ya entropy ya chini.

    mtiririko wa nishati

    Viini vinaendesha nishati ya kemikali inayopatikana hasa katika molekuli za kabohaidreti, na wengi wa molekuli hizi huzalishwa na mchakato mmoja: usanisinuru. Kupitia usanisinuru, viumbe fulani hubadilisha nishati ya jua (jua) kuwa nishati ya kemikali, ambayo hutumiwa kujenga molekuli za kabohaidreti (takwimu\(\PageIndex{c}\)). Nishati inayounganishwa kutoka kwa usanisinuru huingia katika jamii kwa kuendelea na huhamishwa kutoka kiumbe kimoja hadi kingine. Kwa hiyo, moja kwa moja au pasipo moja kwa moja, mchakato wa usanisinuru hutoa nishati nyingi zinazohitajika na vitu vilivyo hai duniani. Angalia Carbon Cycle na usanisinuru katika OpenStax Dhana ya Biolojia kwa maelezo zaidi kuhusu usanisinuru.

    Mti wenye mishale inayowakilisha pembejeo na matokeo ya photosynthesis
    Kielelezo\(\PageIndex{c}\): Photosynthesis inatumia nishati ya jua, dioksidi kaboni, na maji kutolewa oksijeni na kuzalisha nishati ya kuhifadhi molekuli sukari. Picha na maelezo na OpenStax (CC-BY). Upatikanaji wa bure kwenye openstax.org.

    Viumbe vinavyofanya usanisinuru (kama vile mimea, mwani, na baadhi ya bakteria), na viumbe vinavyounganisha sukari kupitia njia nyingine huitwa wazalishaji. Bila viumbe hivi, nishati ingeweza kupatikana kwa viumbe hai wengine, na maisha hayangewezekana. Wateja, kama wanyama, fungi, na microorganisms mbalimbali hutegemea wazalishaji, ama moja kwa moja au kwa moja kwa moja. Kwa mfano, kulungu hupata nishati kwa kula mimea. Mbwa mwitu anayekula kulungu hupata nishati ambayo awali ilitoka kwenye mimea iliyoliwa na kulungu huyo (takwimu\(\PageIndex{d}\)). Kutumia hoja hii, chakula chochote kilicholiwa na wanadamu kinaweza kufuatiliwa nyuma kwa wazalishaji wanaofanya photosynthesis (takwimu\(\PageIndex{e}\)).

    Kulungu mbio haraka kwa njia ya mimea
    Kielelezo\(\PageIndex{d}\): Nishati iliyohifadhiwa katika molekuli ya wanga kutoka photosynthesis hupita kupitia mlolongo wa Mchungaji anayekula kulungu hawa anapata nishati iliyotokana na uoto wa usanisinuru ambao kulungu huyatumia. (mikopo: Steve VanRiper, Marekani Samaki na Wanyamapori Huduma)
    Chati ya mtiririko inayoonyesha uhamisho wa nishati kutoka jua kwa wazalishaji kwa watumiaji. Wazalishaji na watumiaji huhamisha nishati kwa waharibifu.
    Kielelezo\(\PageIndex{e}\): Hatimaye, aina nyingi za maisha hupata nishati zao kutoka jua. Chati hii ya mtiririko inaonyesha nishati kutoka jua ikitekwa na wazalishaji, kama vile mimea, kupitia usanisinuru. Nishati huhamishiwa kwa watumiaji wa wazalishaji, kama vile wanyama. Nishati inaweza kupatikana kutoka kwa wazalishaji moja kwa moja (mimea hula mimea) au kwa usahihi (carnivores hula mimea). Waharibifu hatimaye kuvunjika kwa viumbe wafu, ikiwa ni pamoja na vifaa vya mimea na wanyama, na kuchangia kwenye bwawa la virutubisho. Fungi na bakteria ni decomposers, na minyoo ni detritivores (haionyeshwa). Wakati wa kila uhamisho wa nishati, baadhi ya nishati katika mfumo hupotea kama joto.

    Wateja wanaweza kuhesabiwa kulingana na kama wanakula wanyama au vifaa vya mmea (takwimu\(\PageIndex{f}\)). Wateja wanaolisha tu wanyama huitwa carnivores. Viumbe, tigers, nyoka, papa, nyota za bahari, buibui, na ladybugs wote ni carnivores. Herbivores ni watumiaji ambao hulisha tu juu ya vifaa vya mimea, na mifano ni pamoja na kulungu, koalas, aina fulani za ndege, kriketi, na viwavi. Herbivores inaweza kuwa zaidi classified katika frugivores (walao matunda), granivores (walaji mbegu), nectivores (feeders nectar), na folivores (kula majani). Wateja ambao hula nyenzo zote za mimea na wanyama huchukuliwa kuwa omnivores. Binadamu, huzaa, kuku, mende, na crayfish ni mifano ya omnivores.

    Collage ya simba, ladybug, kulungu nyumbu, kubeba, na crayfish
    Kielelezo\(\PageIndex{f}\): Carnivores kama simba (juu kushoto) kula hasa nyama. Ladybug (chini kushoto) pia ni carnivore ambayo hutumia wadudu wadogo wanaoitwa aphids. Herbivores, kama kulungu nyumbu (katikati) kula hasa kupanda vifaa. Omnivores kama dubu (juu kulia) na crayfish (chini kulia) hula chakula cha mimea na wanyama. Simba na Kevin Pluck; ladybug na Jon Sullivan; nyumbu kulungu na Bill Ebbesen; kubeba na Dave Menke; crayfish na Jon Sullivan. Wote kutoka OpenStax (CC-BY). Upatikanaji wa bure kwenye openstax.org.

    Wazalishaji waliokufa na watumiaji huliwa na detritivores (ambayo huingiza tishu zilizokufa) na waharibifu (ambao huvunja zaidi tishu hizi katika molekuli rahisi kwa kuzuia enzymes ya utumbo). Wanyama wasio na uti wa mgongo, kama vile minyoo na millipedes, ni mifano ya detritivores, ambapo fungi na bakteria fulani ni mifano decomposers.

    Chakula Chakula

    Mlolongo wa chakula ni mlolongo wa mstari wa viumbe kwa njia ambayo virutubisho na nishati hupita kama kiumbe kimoja kinakula kingine. Kila kiumbe katika mlolongo wa chakula kinachukua kiwango maalum cha trophic (kiwango cha nishati), nafasi yake katika mlolongo wa chakula. Ngazi ya kwanza ya trophic katika mlolongo wa chakula ni wazalishaji. Watumiaji wa msingi (mimea ambayo hula wazalishaji) ni ngazi ya pili ya trophic. Ifuatayo ni watumiaji wa ngazi ya juu. Wateja wa ngazi ya juu ni pamoja na watumiaji wa sekondari (ngazi ya tatu ya trophic), ambayo kwa kawaida huwa na kula walaji wa msingi, na watumiaji wa elimu ya juu (ngazi ya nne ya trophic), ambayo ni carnivores ambayo hula carnivores nyingine. Katika mlolongo wa chakula cha Ziwa Ontario\(\PageIndex{g}\), umeonyeshwa kwenye takwimu, lax ya Chinook ni mtumiaji wa kilele juu ya mlolongo huu wa chakula. Jumuiya zingine zina viwango vya ziada vya trophic (watumiaji wa quaternary, watumiaji wa tano, nk). Hatimaye, detritivores na decomposers kuvunja viumbe wafu na kuoza kutoka ngazi yoyote trophic. Kuna njia moja kupitia mlolongo wa chakula.

    Mlolongo huu wa chakula unaonyesha viwango vya trophic katika Ziwa Ontario, kutoka kwa mtayarishaji hadi watumiaji wa elimu
    Kielelezo\(\PageIndex{g}\): Hizi ni ngazi trophic ya mlolongo wa chakula katika Ziwa Ontario katika mpaka wa Marekani-Canada. Nishati na virutubisho hutoka kutoka kwa mwani wa kijani wa photosynthetic (wazalishaji) chini kwa watumiaji wa msingi, ambao ni mollusks, au konokono. Watumiaji wa sekondari ni samaki wadogo wanaoitwa slimy sculpin. Watumiaji wa juu na wa kilele ni sahani ya Chinook. Detritivores na decomposers hazionyeshwa. (mikopo: mabadiliko ya kazi na Utawala wa Taifa wa Oceanic na Anga/NOAA)

    Sababu moja kubwa ambayo hupunguza idadi ya hatua katika mlolongo wa chakula ni nishati. Tu kuhusu 10% ya nishati katika ngazi moja ya trophic huhamishiwa kwenye ngazi ya pili ya trophic. Hii ni kwa sababu nishati nyingi zinapotea kama joto wakati wa uhamisho kati ya viwango vya trophic au kwa waharibifu kutokana na sheria ya pili ya thermodynamics. Hivyo, baada ya uhamisho wa nishati ya trophic nne hadi sita, kiasi cha nishati iliyobaki katika mlolongo wa chakula inaweza kuwa si kubwa ya kutosha kusaidia watu wenye faida katika viwango vya juu vya trophic (pia angalia Uzalishaji wa Jumuiya na Ufanisi wa Uhamisho).

    Baadhi ya sumu ya mazingira inaweza kuwa zaidi kujilimbikizia kama wao hoja juu ya mlolongo wa chakula, na viwango vya juu zaidi kutokea katika watumiaji juu, mchakato iitwayo biomagnification. Kimsingi, walaji wa juu huingiza sumu zote ambazo hapo awali zilikusanywa katika miili ya viumbe katika ngazi za chini za trophic. Hii inaelezea kwa nini mara kwa mara kula samaki fulani, kama tuna au swordfish, huongeza yatokanayo na zebaki, chuma nzito sumu.

    Chakula Webs

    Ilhali minyororo ya chakula ni rahisi na rahisi kuchambua, kuna tatizo moja wakati wa kutumia minyororo ya chakula kuelezea jamii nyingi. Hata wakati viumbe vyote vimewekwa katika viwango vya trophic vinavyofaa, baadhi ya viumbe hivi vinaweza kulisha kwa kiwango cha zaidi ya moja ya trophic. Aidha, spishi hula na huliwa na spishi zaidi ya moja. Kwa maneno mengine, mfano linear ya mwingiliano trophic, mlolongo wa chakula, ni nadharia na overly simplistic uwakilishi wa muundo wa jamii. Mfano kamili ambao unajumuisha mwingiliano wote kati ya aina tofauti na mahusiano yao yanayohusiana na tata na kila mmoja na kwa mazingira-ni mfano sahihi zaidi na wa maelezo. Mtandao wa chakula ni dhana ambayo akaunti ya mwingiliano wa trophic nyingi kati ya kila aina (takwimu\(\PageIndex{h}\) na i).

    Mtandao wa chakula duniani na wazalishaji wa msingi (mimea), detritivores na decomposers, na viwango vingi vya walaji.
    Kielelezo\(\PageIndex{h}\): Mtandao huu wa chakula unaonyesha mwingiliano kati ya viumbe katika ngazi za trophic. Mishale inaelezea kutoka kwa viumbe vinavyotumiwa kwa viumbe vinavyotumia na kuwakilisha uhamisho wa nishati. Wazalishaji (mimea) huchukua nishati kutoka jua. Ngazi ya juu ya wazalishaji inaonyesha watumiaji wa msingi ambao hula wazalishaji. Mifano fulani ni squirrels, panya, ndege za kula mbegu, na mende. Spiders na centipedes hula mende. Robins hula mende, buibui, na centipedes, na vichwa hula mende na centipedes. Mbweha hula squirrels na panya; bundi hula squirrels, panya, ndege wanaokula mbegu, na robini; na nyoka hula panya, ndege wanaokula mbegu, robins, centipedes, na vichura. Baadhi ya watumiaji ni katika kati ya ngazi trophic kwa sababu wao kula mchanganyiko wa msingi, sekondari, na/au watumiaji elimu ya juu. Wazalishaji wote na watumiaji hatimaye kuwa chakula kwa decomposers (uyoga, mold, na bakteria) na detritivores (earthworms) katika udongo, ambayo ni taswira chini ya mfano. (mikopo “mbweha”: mabadiliko ya kazi na Kevin Bacher, NPS; mikopo “owl”: mabadiliko ya kazi na John na Karen Hollingsworth, USFWS; mikopo “nyoka”: mabadiliko ya kazi na Steve Jurvetson; mikopo “robin”: mabadiliko ya kazi na Alan Vernon; mikopo “chupa”: mabadiliko ya kazi na Alessandro Catenazzi; mikopo” buibui”: mabadiliko ya kazi na “Sanba38/Wikimedia Commons; mikopo “centipede”: mabadiliko ya kazi na “Bauerph” /Wikimedia Commons; mikopo “squirrel”: mabadiliko ya kazi na Dawn Huczek; mikopo “mende”: mabadiliko ya kazi na Scott Bauer, Huduma ya Utafiti wa Kilimo ya USDA; mikopo “uyoga”: mabadiliko ya kazi na Chris Wee; mikopo “mold”: mabadiliko ya kazi na Dk Lucille Georg, CDC; mikopo “udongo”: mabadiliko ya kazi na Rob Hille; mikopo “bakteria”: mabadiliko ya kazi na Don Stalons, CDC)
    Mtandao huu wa chakula unaonyesha mishale mingi inayoenda na kutoka kwa watumiaji, ikionyesha kwamba kila mmoja anakula au huliwa na spishi nyingi.
    Kielelezo\(\PageIndex{i}\): Katika mtandao huu wa chakula, kila kiumbe kinaweza kuwa na vyanzo vingi vya chakula au kuliwa na aina nyingi. Phytoplankton ni wazalishaji wa msingi. Wao hutumiwa na mchanga wa mchanga, krill, na zooplankton. Mchanga wa mchanga hutumiwa na puffins, kittiwake, na cephalopods. Krill hutumiwa na mkuki wa mchanga, cephalopods, auklets, na lax. Zooplankton hutumiwa na mkuki wa mchanga, krill, auklets, na lax. Puffins huliwa na panya na gulls. Kittiwakes huliwa na panya, mbweha, na shakwe. Cephalopods hutumiwa na puffins na gulls. Auklets hutumiwa na gulls na mbweha. Salmoni hutumiwa na cephalopods na gulls. Panya hutumiwa na mbweha na gulls. Gulls hutumiwa na mbweha. Detritivores na decomposers hazionyeshwa. Picha na Mariana Ruiz Villarreal (Ladyofkofia) kwa ajili ya CK-12 Foundation (CC-BY-NC).

    Ngazi ya trophic ya kila aina katika mtandao wa chakula sio lazima namba nzima. Katika takwimu\(\PageIndex{i}\), phytoplankton ni wazalishaji wa msingi (ngazi ya trophic 1). Zooplankton hulisha tu phytoplankton, na kuwafanya watumiaji wa msingi (trophic ngazi 2). Kuamua kiwango cha trophic cha aina nyingine ni ngumu zaidi. Kwa mfano, krill hula phytoplankton na zooplankton. Kama krill tu wakala phytoplankton wangeweza watumiaji msingi (trophic ngazi 2). Ikiwa walikula zooplankton tu, wangekuwa watumiaji wa sekondari (kiwango cha trophic 3). Kwa kuwa, krill hutumia wote wawili, kiwango chao cha trophic ni 2.5.

    Uzalishaji wa Jumuiya na Ufanisi

    Kiwango ambacho wazalishaji wa photosynthetic huingiza nishati kutoka jua huitwa uzalishaji mkuu wa msingi. Katika marsh ya cattail, mimea tu mtego 2.2% ya nishati kutoka jua inayowafikia. Asilimia tatu ya nishati hujitokeza, na mwingine 94.8% hutumiwa kwa joto na kuyeyuka maji ndani na jirani ya mmea. Hata hivyo, si wote wa nishati kuingizwa na wazalishaji inapatikana kwa viumbe wengine katika mtandao wa chakula kwa sababu wazalishaji lazima pia kukua na kuzaliana, ambayo hutumia nishati. Angalau nusu ya 2.2% trapped na cattail mimea marsh hutumiwa kukidhi mahitaji ya nishati ya mimea mwenyewe.

    Uzalishaji wa msingi wa msingi ni nishati iliyobaki katika wazalishaji baada ya uhasibu kwa mahitaji ya kimetaboliki ya wazalishaji na kupoteza joto. Uzalishaji wa wavu unapatikana kwa watumiaji wa msingi katika ngazi ya pili ya trophic. Njia moja ya kupima uzalishaji wa msingi wa msingi ni kukusanya na kupima nyenzo za mmea zinazozalishwa kwenye m 2 (karibu 10.7 ft 2) ya ardhi kwa muda fulani. Gramu moja ya vifaa vya mimea (kwa mfano, shina na majani), ambayo kwa kiasi kikubwa ni selulosi ya kabohaidreti, huzaa takriban 4.25 kcal ya nishati wakati wa kuchomwa Uzalishaji wa msingi wa msingi unaweza kuanzia 500 kcal/m 2 /yr jangwani hadi 15,000 kcal/m 2 /yr katika msitu wa mvua ya kitropiki.

    Katika jamii ya majini katika Silver Springs, Florida, uzalishaji wa jumla wa msingi (jumla ya nishati iliyokusanywa na wazalishaji wa msingi) ilikuwa 20,810 kcal/m 2 /yr (takwimu\(\PageIndex{j}\)). Uzalishaji wa msingi wa wavu (nishati inapatikana kwa watumiaji) ulikuwa 7,632 kcal/m 2 /yr tu baada ya uhasibu kwa nishati iliyopotea kama joto na nishati zinahitaji kukidhi mahitaji ya kimetaboliki ya mtayarishaji.

    Chati ya mtiririko wa uzalishaji wa jumla na wavu wa kila ngazi ya trophic. Kiasi cha nishati inapatikana kwa matumizi hupungua kwa kila ngazi ya trophic.
    Kielelezo\(\PageIndex{j}\): mtiririko wa nishati kupitia mazingira ya spring katika Silver Springs, Florida. Uzalishaji wa jumla (bluu) kwa kila ngazi ya trophic imeorodheshwa tu juu ya uzalishaji wavu (nyekundu). Angalia kwamba nishati hupungua kwa kila ongezeko la kiwango cha trophic. Maudhui ya nishati ya wazalishaji wa msingi (uzalishaji wa jumla) ni 20,810 kcal/m 2 /yr. Uzalishaji wa jumla wa watumiaji wa msingi ni ndogo sana, kuhusu 3,368 kcal/m 2 /yr. Uzalishaji wa jumla wa watumiaji wa sekondari ni 383 kcal/m 2 /yr, na uzalishaji wa jumla wa watumiaji wa juu ni 21 kcal/m 2 /yr. Uzalishaji wavu wa kila ngazi ya trophic ni chini ya tija ya jumla kwa sababu nishati fulani hutumiwa kukidhi mahitaji ya kimetaboliki (kupumua), na nishati fulani hupotea kama joto. Kwa mfano, uzalishaji halisi wa watumiaji wa msingi ulikuwa 1,103 kcal/m 2 /yr, tu kuhusu theluthi moja ya uzalishaji wa jumla. Baadhi ya nishati katika kila ngazi ya trophic (jumla ya 5,060 kcal/m 2 /yr) huhamishiwa kwa waharibifu. Nishati zote zilizochukuliwa awali na wazalishaji wa msingi (20,810 kcal/m 2 /yr) hatimaye zinatolewa kutoka kwenye mfumo.

    Sehemu tu ya nishati iliyochukuliwa na ngazi moja ya trophic inafanana na majani, ambayo inafanya kuwa inapatikana kwa ngazi ya pili ya trophic. Kufanana ni biomasi ya kiwango cha sasa cha trophic baada ya uhasibu kwa nishati iliyopotea kutokana na kumeza chakula kisichokwisha, nishati inayotumiwa kufanya kazi kwa kiwango hicho cha trophic, na nishati iliyopotea kama taka. Uingizaji usio kamili unamaanisha ukweli kwamba watumiaji wengine hula sehemu tu ya chakula chao. Kwa mfano, wakati simba anaua antelope, itakula kila kitu isipokuwa kujificha na mifupa. Simba anakosa uboho wa mfupa wenye nguvu ndani ya mfupa, hivyo simba haitumii kalori zote mawindo yake yanaweza kutoa. Katika Silver Springs, 1103 kcal/m 2 /yr kutoka 7618 kcal/m 2 /yr ya nishati inapatikana kwa watumiaji wa msingi ilikuwa sawa katika biomasi yao. (Ufanisi wa uhamisho wa kiwango cha trophic kati ya ngazi mbili za kwanza za trophic ilikuwa takriban asilimia 14.8.)

    Chanzo cha mnyama cha joto huathiri mahitaji yake ya nishati. Ectotherms, kama vile uti wa mgongo, samaki, amfibia, na reptilia, wanategemea vyanzo vya nje kwa joto la mwili, na endotherms, kama vile ndege na mamalia, wanategemea joto linalozalishwa ndani. Kwa ujumla, ectotherms zinahitaji chini ya nishati ili kukidhi mahitaji yao ya kimetaboliki na kuliko endotherms kufanya, na kwa hiyo, wengi endotherms wanapaswa kula mara nyingi zaidi kuliko ectotherms.

    Ukosefu wa matumizi ya nishati na endotherms una maana pana kwa ugavi wa chakula duniani. Inakubaliwa sana kuwa sekta ya nyama hutumia kiasi kikubwa cha mazao kulisha mifugo, na kwa sababu asilimia ndogo ya hii inafanana na biomasi, kiasi kikubwa cha nishati kutokana na kulisha wanyama hupotea. Kwa mfano, ni gharama kuhusu 1¢ kuzalisha kalori 1000 malazi (kcal) ya mahindi au soya, lakini takriban $0.19 kuzalisha idadi sawa ya kalori kukua ng'ombe kwa ajili ya matumizi ya nyama ya ng'ombe. Maudhui sawa ya nishati ya maziwa kutoka kwa ng'ombe pia ni ya gharama kubwa, takriban $0.16 kwa kcal 1000. Kwa hiyo, kumekuwa na harakati inayoongezeka duniani kote ili kukuza matumizi ya vyakula visivyo vya nyama na visivyo vya maziwa ili nishati ndogo itapotezwa kulisha wanyama kwa sekta ya nyama.

    Attribution

    Ilibadilishwa na Melissa Ha kutoka vyanzo vifuatavyo: