ما هي شبكة الغذاء والسلسلة الغذائية؟

ل شبكة التغذية هي مجموعة من الأنواع المختلفة من الكائنات الحية التي تنتمي إلى نفس المكانة البيئية المرتبطة ببعضها البعض من خلال علاقات التغذية (Fabré ، 1913).

توفر الشبكات الغذائية موضوعات موحدة للإيكولوجيا (Lafferty ، وآخرون ، 2006) ، أي أنها تهدف إلى شرح سلوك التنوع البيولوجي في مجالات مختلفة وكذلك تدفق الطاقة التي تحدث بينهما..

السلسلة الغذائية أو السلسلة الغذائية عبارة عن شبكة خطية من الروابط في شبكة الغذاء بين الكائنات الحية المنتجة (مثل العشب أو الأشجار التي تستخدم إشعاع الشمس لإنتاج طعامها) والأنواع المفترسة (مثل الدببة أو الذئاب).

تُظهر السلسلة الغذائية مدى ارتباط الكائنات الحية ببعضها البعض عن طريق الطعام الذي تتناوله. يمثل كل مستوى من سلسلة مستوى مختلف التغذية.

غالبًا ما يتم الخلط بين شبكة التغذية وسلسلة التغذية. الفرق بين الاثنين هو أن السلسلة الغذائية تصف مسار الطاقة التي تحولت إلى غذاء من منتج إلى مستهلك نهائي من خلال الروابط.

من ناحية أخرى ، فإن الشبكة الغذائية عبارة عن مجموعة من التفاعلات الموضحة على المستويات الغذائية الموجودة داخل نفس النظام البيئي. 

المستويات الغذائية

تصنف الكائنات الحية في النظام البيئي ، وفقا لنظامهم الغذائي ، على مستويات غذائية مختلفة. هذه المستويات تتوافق مع المنتجين والمستهلكين والمتحللين.

المنتجون هم الكائنات الحية التي تنتج غذائها من التمثيل الضوئي ، المعروف أيضًا باسم الكائنات ذاتية التغذية. تم العثور على معظم النباتات والطحالب في هذا التصنيف.

الكائنات المستهلكة تنقسم إلى الابتدائي والثانوي والثالث. المستهلكون الأساسيون هم أولئك الذين يتناولون الطعام مباشرة من النباتات. يمكن أن تكون من الحيوانات العاشبة الكبيرة مثل الفيل ، أو الحشرات ، مثل النحل والفراشات. وتعتبر النباتات الطفيلية أيضا المستهلكين الأساسيين.

المستهلكون الثانويون هم الحيوانات المفترسة للمستهلكين الأساسيين والمستهلكين الآخرين ، لذلك يعتمدون بشكل غير مباشر على المنتجين. ومن الأمثلة على ذلك الذئب والعناكب والضفادع والبوما والدب والنباتات آكلة اللحوم..

توجد حيوانات الزبال في آخر مستهلك ، لأنها تأكل كل الحيوانات الميتة. أمثلة على حيوانات الزبال هي كوندور ، كاراكارا والنسور.

أخيرًا ، الكائنات المتحللة هي تلك التي تتغذى على الحيوانات والنباتات الميتة. هذه تلعب دوراً هاماً في دورة المغذيات لأنها تعيد عناصر المادة الميتة إلى التربة لإعادة دمجها في النظام البيئي. أمثلة على التحلل هي الفطريات والبكتيريا.

خصائص الشبكة الغذائية

من المفترض أن الكائن الحي ينتمي إلى الشبكة الغذائية طالما أنه جزء من النظام البيئي قيد الدراسة (Fabré، 1913).

من الشائع أن تكون الحيوانات المفترسة أكبر من فرائسها ، باستثناء مسببات الأمراض والطفيليات والطفيليات. بالإضافة إلى ذلك ، يتأثر حجم جسم النوع ببنية السلاسل الغذائية والتفاعلات بين جميع الأنواع (Brose ، وآخرون ، 2006).

على الأكثر ، يستفيد مستوى واحد من 10٪ فقط من الطاقة في المستوى الغذائي السابق ، وبالتالي بسبب السقوط الكبير للطاقة ، عادة ما يكون لسلاسل الأغذية خطوات قليلة.

توفر شبكات الأغذية تمثيلات معقدة ولكن يمكن التحكم فيها للتنوع البيولوجي وتفاعلات الأنواع وهيكل ووظيفة النظام البيئي (Dunne، et al.، 2002).

المخاطر في اختفاء الرابط

إن خطر حدوث بعض الارتباطات وعدم وجود أي نوع يحل محله سيكون جذريًا لبقاء الأنواع الأخرى التي تعيش فيها وصحة الغابة.

هناك أنواع تعتبر أساسية في النظم الإيكولوجية وإذا تم القضاء على سكانها أو خفضها ، فسيؤدي ذلك إلى اختلال التوازن في تفاعلات جميع الأنواع الأخرى. قد تكون بعض الأنواع المنتجة مثل النباتات ، والتي هي مصدر الغذاء للأسطبلات أعلى.

يمكننا أيضا العثور على الأنواع الرئيسية التي هي المفترسة. وهي تنظم مجموعات المستهلكين على مستويات صحية للنظام الإيكولوجي ، وإذا تسببت في اختفائها ، فإن المستهلك المعني يزيد من عدد سكانه ، مما يؤدي إلى خلل في النظام البيئي.

هناك بعض النظريات البسيطة التي تؤكد أن زيادة تنوع الأنواع لكل مجموعة وظيفية في النظم الإيكولوجية من شأنه أن يحسن استقرار النظام البيئي (Borvall ، وآخرون ، 2000). 

يهم تدفق في الشبكة

المسألة التي تتدفق في الشبكة الغذائية تتكون من دورة من المعادن في التربة والخشب والفضلات والحيوانات..

يعتبر تدفق المادة هذا مفتوحًا لأن المعادن تدخل في نظام المطر وبسبب التجوية في التربة وتضيع خلال التربة عن طريق الجريان السطحي والتربة (DeAngelis ، 1980).

المواد العضوية (الكائنات الحية ، المخلفات) متوفرة في التربة كمصدر للمواد المغذية. يصبح هذا أمرًا غير عضوي (الغلاف الجوي والتربة والمياه) من خلال التحلل والإفراز والإفراز لإعادة الدخول لاحقًا إلى دورة المغذيات أو تكوين صخور رسوبية لن تكون متاحة كمواد مغذية (معادن في الصخور).

الماء هو ناقل للمواد الغذائية من خلال الطاقة التي تنتقل من هطول الأمطار إلى التبخر أو النقل التبادلي والعكس بالعكس ، مع الحفاظ على التكثيف في الجو. تنقل هذه الآلية إلى حد كبير الهيدروجين والأكسجين بين المعادن الأخرى.

يتم دمج الأكسجين الجوي في الكائنات الحية في شكل غاز ، وينضم إلى العناصر الأخرى ويتم التخلص منه من الكائنات الحية في شكل غاز أو ماء.

يمكن لدورة الكربون أن تدخل الشبكة الغذائية من الصناعة ، عن طريق استنشاق الكائنات الحية أو ثاني أكسيد الكربون الموجود في الغلاف الجوي ، والذي تمتصه النباتات ثم التربة..

بشكل عام ، تتم دورة النيتروجين محليًا بين الكائنات الحية والتربة والمياه من خلال التحلل وإعادة التطهير. ينتقل النيتروجين الحر الموجود في الجو إلى التربة عن طريق تثبيت الكائنات الحية الدقيقة ثم تمتصه النباتات أو تطلقه في الجو.

في وقت لاحق يتم استهلاك النباتات من قبل الكائنات الأخرى وهذه الكائنات تتجاهلها في البراز التي تعود إلى التربة. 

أنواع الشبكات الغذائية

الشبكات الغذائية هي شرح مصور لوصف دورة المغذيات من خلال سلاسل التغذية المختلفة التي تشكل الكائنات الحية بعاداتها الغذائية المختلفة.

قام علماء البيئة بتصنيف أنواع مختلفة من الشبكات الغذائية:

مجتمع

إنها مجموعة من الكائنات الحية التي تم اختيارها دون اعتبارات سابقة للعلاقات الغذائية بينها ، ولكن حسب التصنيف أو الحجم أو الموقع أو معايير أخرى (Fabré ، 1913).

مصدر

ويشمل نوعًا واحدًا أو أكثر من الكائنات الحية ، والكائنات الحية التي تتناولها ، والحيوانات المفترسة فيها ، وهكذا على السلسلة (Pimm ، وآخرون ، 1991).

غائر

إنه كائن فرعي موجه من مجتمع شبكة التغذية. يتضمن نوعًا واحدًا أو أكثر من الكائنات (المستهلكين) ، بالإضافة إلى جميع أنواع الكائنات التي يأكلها المستهلكون (Fabré ، 1913).   

الوحدات الأكثر تعرّفًا وإدراكًا في المجتمع هي الشبكات الفرعية ، ومجموعات الكائنات التي تغطيها آكلة اللحوم الطرفية والكائنات المترابطة ، بحيث في المستويات العليا يوجد القليل من نقل الطاقة إلى الشبكات الفرعية المتزامنة (Paine، 1963؛ Paine، 1966؛ ).

شبكات التغذية الأرضية

في النظم الإيكولوجية الأرضية ، يبدأ تدفق الطاقة للشبكات الغذائية في الأوراق ، مما يؤدي عملية التمثيل الضوئي للحصول على طاقة الشمس.

يتم استهلاك الأوراق بواسطة الكائنات الحية الفقارية واللافقارية ، وعادة ما تكون الحيوانات العاشبة ، والتي تصبح في وقت لاحق عند الموت أو التخلص من البراز جزءًا من التربة (الدبال) وتستهلكها النباتات من خلال جذورها.

المستوى الأول

نجد أن المنتجين الرئيسيين هم في الغالب نباتات ، تعيش في مناخات تتراوح من التندرا إلى التربة عبر أنواع مختلفة من الغابات والغابات والمراعي..

المستوى الثاني

المستوى الثاني يتكون أساسا من الحيوانات العاشبة ، والتي يمكن أن تكون الفقاريات أو الحشرات. ومع ذلك ، فإنه يشغلها أيضًا أنواع آكلة مثل الدب الأسود ، وهو مفترس ولكنه يتغذى في مواسم معينة على بلوط الأشجار. الأنواع النهمة تشغل عدة مستويات من الشبكة في نفس الوقت.

المستوى الثالث

في المستوى الثالث اتبع الحيوانات المفترسة التي تأكل مستهلكي المستويات السابقة. في هذا المستوى ، يمكننا أيضًا العثور على طفيليات ، مثل البعوض ، والتي تتغذى جزئيًا على الكائنات الحية.

كقاعدة عامة ، يكون عدد السكان أقل من السكان في المستويات الأخرى لأنهم يمثلون مستوى أعلى واحد من شبكة الغذاء.

تستمر الشبكة في الزيادة في مستوى تدفق الطاقة حتى تصل إلى المتحللات. بشكل عام ، كلما ارتفع مستوى الشبكة الغذائية ، قل وصول الطاقة ، وبالتالي فإن الكائنات الحية في هذه المستويات الأخيرة هي الأكثر عرضة للتأثر بالاضطرابات في النظم الإيكولوجية.

ضمن الشبكات الغذائية الأرضية ، يمكننا أن نجد تفاعلات ضعيفة أو قوية. مثال على التفاعل القوي هو اعتماد المفترس على فريسة معينة للبقاء على قيد الحياة ، مثل الوشق الأيبيرية التي تعتمد على مجموعات الأرانب. التفاعلات القوية تشير إلى تنوع ضئيل في الأنواع والنظم الإيكولوجية الأكثر هشاشة.

على النقيض من ذلك ، فإن التفاعل الضعيف هو الذي يحدث عندما لا يكون المفترس محددًا ، مثل الذئب ، الذي يصنف مجموعة واسعة من القوارض التي لا تعتمد بشدة على ذلك ويمكن أيضًا تكييفها لأكل الفاكهة في مواسم معينة. 

شبكات التغذية البحرية

تعد النظم البيئية البحرية مهمة جدًا للبشر لأنها توفر لنا الغذاء ، فضلاً عن كونها مصدرًا للأكسجين واحتجاز ثاني أكسيد الكربون.

شبكات التغذية البحرية معقدة للغاية لأنها تتمتع باتصال عالي بين الأنواع المختلفة. العديد منهم لديهم تفاعلات ضعيفة ، مما يعني أن الأنواع لا تعتمد بشكل حصري على مورد واحد. هذا الوضع يجعل النظام البيئي البحري مقاومًا للاضطرابات الطفيفة (Rezende et al. ، 2011).

بالإضافة إلى ذلك ، تسود السلاسل الغذائية القصيرة ، والتي عادة ما تكون من ثلاثة إلى أربعة مستويات من المستهلكين ، في البيئة البحرية قبل أن تصل إلى مستوى الحيوانات المفترسة الكبيرة مثل القرش والحوت والأختام والدب القطبي (Rezende et al. ، 2011)..

المنتجون الرئيسيون هم الطحالب والنباتات البحرية والبكتيريا التركيبية والكيميائية الاصطناعية. الأمثلة الأكثر شيوعًا للمستهلكين الأساسيين في البيئة البحرية هي قنافذ البحر ومجموعات الأرجل ، وهي مجموعة من القشريات الصغيرة جدًا تُعرف أيضًا باسم العوالق الحيوانية..

ومن الأمثلة على المستهلكين الثانويين تنوع كبير في أنواع الأسماك البحرية الصغيرة. هذه هي بدورها فريسة من قبل المستهلكين من الدرجة الثالثة مثل الحبار وسمك التونة ، للوصول في وقت لاحق إلى مستوى الحيوانات المفترسة الفائقة.

في النهاية ، تتكون أجهزة التحلل من كائنات مجهرية تعيد المادة إلى بداية الشبكة.

على الرغم من مقاومة البيئة البحرية للاضطرابات ، فقد أثر الإنسان بشكل كبير على هذه النظم الإيكولوجية بسبب التلوث والصيد وزيادة الصيد في العقود الأخيرة ، مما تسبب في جملة أمور من بينها أن سكان لقد انخفضت الحيوانات المفترسة بشكل كبير. وقد أدى ذلك إلى عواقب وخيمة لا تزال غير متوقعة للنظام الإيكولوجي (Rezende et al. ، 2011).

الشبكات الغذائية الميكروبية

وهو يدعم شبكة غذائية معقدة للغاية تؤدي نتائجها النهائية في إعادة تدوير المواد العضوية ودورة المغذيات. وفقًا لـ Domínguez والمتعاونين (2009) ، فإن عناصر شبكات التغذية تحت التربة هي الكائنات الحية الدقيقة ، والميكروفونا ، والميزوفونا ، والحيوانات الدقيقة..

الكائنات الحية الدقيقة هي المستهلك الرئيسي لهذه الشبكة الغذائية (البكتيريا والفطريات) ، التي تتحلل وتمعدن المواد العضوية المعقدة.

الحيوانات الدقيقة

تحتوي الميكروفونا على أصغر اللافقاريات ، وخاصة النيماتودا ومعظم العث التي تستوعب الكائنات الحية الدقيقة أو الأيضات الميكروبية أو تشكل جزءًا من شبكات التغذية من الحيوانات المفترسة الدقيقة.

mesofauna

يتكون الميزوفونا من اللافقاريات ذات الحجم المتوسط ​​، ويبلغ عرض الجسم ما بين 0.2 و 10 ملم. وهو متنوع للغاية من الناحية التصنيفية بما في ذلك العديد من الطحالب والحشرات والقشريات وأزهار الميرايب والعناكب والمفصليات الأخرى التي تعمل كمحولات لمهاد الخضروات وتستوعب مزيجًا من المواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة. كما أنها تولد البراز الذي سيعاني من نوبة جرثومية لاحقة.

الكائنات الحيوانية

تتشكل البكتيريا الكبيرة من أكبر اللافقاريات (عرض الجسم> 1 سم) ، بما في ذلك ديدان الأرض بشكل أساسي ، إلى جانب بعض الرخويات ، myriapods ومجموعات مختلفة من الحشرات.

تتم عمليات المجتمع الميكروبي في منطقة الجذور ، أي أنها تعمل بالتنسيق مع نشاط جذور النباتات. الجهات الفاعلة هنا هي جذور النباتات والبكتيريا والفطريات والميكروفونا والميزوفونا.

تتميز هذه الشبكات بأنها أكثر كفاءة في تحويل الكتلة الحيوية بنسبة 45 ٪ من قدرتها على التثبيت.

تتميز هذه الشبكات أيضًا بوجود تنوع كبير جدًا في الأنواع يؤدي إلى تكرار كبير في النظام.

مراجع

1. Brose، U.، Jonsson، T.، Berlow، E.L، Warren، P.، Banasek-Richter، C.، Bersier، L.F. & Cushing، L. (2006). العلاقات مع المستهلكين في هيئة الموارد الغذائية في المواقع الطبيعية للغذاء. علم البيئة ، المجلد. 87 (10) ، ص. 2411 - 2417.
2. Borrvall، C.، Ebenman، B.، Jonsson، T.، & Jonsson، T. (2000). يقلل التنوع البيولوجي من خطر الانقراض المتتالي في شبكات الغذاء النموذجية. رسائل البيئة ، المجلد. 3 (2) ، ص. 131 - 136.
3. DeAngelis، D. L. (1980). تدفق الطاقة ، تدوير المغذيات ، ومرونة النظام البيئي. علم البيئة ، المجلد. 61 (4) ، ص. 764 - 771.
4. Dunne، J. A.، Williams، R. J.، & Martinez، N. D. (2002). بنية شبكة الغذاء ونظرية الشبكة: دور الاتصال والحجم. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، المجلد. 99 (20) ، ص. 12917 - 12922.
5. Domínguez، J.، Aira، M.، & Gómez-Brandón، M. (2009). دور ديدان الأرض في تحلل المواد العضوية ودورة المغذيات. مجلة Ecosistemas ، المجلد. 18 (2) ، ص. 20 -31.
6. فابري ، ج. (1913). مقدمة. شبكات الغذاء والمساحة المتخصصة. الولايات المتحدة الأمريكية: مطبعة جامعة برينستون.
7. Lafferty، K.، Dobson، A. & Kuris، A. (2006). تهيمن الطفيليات على روابط شبكة الغذاء. وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم ، المجلد. 103 (30) ، ص. 11211 - 11216.
8. باين ، ر. (1966). تعقيد شبكة الغذاء وتنوع الأنواع. الأمريكي الطبيعي ، المجلد. 100 (910) ، ص. 65 -75.
9. Pimm، S.L.، Lawton، J.H. & Cohen، J.E (1991). أنماط الشبكة الغذائية وعواقبها. المجلد الطبيعة. 350 (6320) صفحة. 669 - 674.
10. Rezende، E.L.، Albert، E.M.، & Fortuna، M.A (2011). شبكات التغذية البحرية.