זרימת אנרגיה במערכות אקולוגיות

אם יש רק דבר אחד שלומדים על מערכות אקולוגיות, זה צריך להיות שכל התושבים החיים במערכת אקולוגית תלויים זה בזה בכדי להישרדותם. אבל איך נראית התלות הזו?

כל אורגניזם שחי במערכת אקולוגית משחק תפקיד חשוב תפקיד בזרימת האנרגיהy בתוך רשת מזון. תפקידו של ציפור שונה מאוד מתפקידו של פרח. אך שניהם נחוצים באותה מידה להישרדות הכללית של המערכת האקולוגית, ושל כל שאר היצורים החיים בתוכה.

אקולוגים הגדירו שלוש דרכים בהן יצורים חיים משתמשים באנרגיה ומתקשרים זה עם זה. אורגניזמים מוגדרים כיצרנים, צרכנים או מפרקים. להלן מבט על כל אחד מהתפקידים הללו ומקומם בתוך מערכת אקולוגית.

תפקידם העיקרי של המפיקים הוא ללכוד את האנרגיה מהשמש ולהמיר אותה למזון. צמחים, אצות וכמה חיידקים הם יצרנים. באמצעות תהליך שנקרא פוטוסינתזה, היצרנים משתמשים באנרגיית השמש כדי להפוך מים ופחמן דו חמצני לאנרגיה של מזון. הם מרוויחים את שמם, מכיוון - שבניגוד לאורגניזמים אחרים במערכת אקולוגית - הם יכולים למעשה לייצר מזון משלהם. תוצרת היא המקור המקורי לכל המזון במערכת אקולוגית.

ברוב המערכות האקולוגיות השמש היא מקור האנרגיה שהמפיקים משתמשים בהם כדי ליצור אנרגיה. אך במקרים נדירים מעטים - כמו מערכות אקולוגיות שנמצאות בסלעים עמוק מתחת לאדמה - יצרני חיידקים יכולים להשתמש באנרגיה נמצא בגז שנקרא מימן גופרתי, שנמצא בסביבה, כדי ליצור מזון אפילו בהיעדרו אור שמש!

רוב האורגניזמים במערכת אקולוגית אינם יכולים להכין אוכל משלהם. הם תלויים באורגניזמים אחרים שיענו על צרכי המזון שלהם. הם נקראים צרכנים - מכיוון שזה מה שהם עושים - צורכים. ניתן לחלק את הצרכנים לשלושה סיווגים: אוכלי עשב, טורפים ואכילים.

• אוכלי עשב הם צרכנים שאוכלים רק צמחים. צבי וזחלים הם אוכלי עשב המצויים בדרך כלל במספר סביבות.
• טורפים הם צרכנים שאוכלים רק בעלי חיים אחרים. אריות ועכבישים הם דוגמאות לקרניבורים. יש קטגוריה מיוחדת של קרניבור הנקראת נבלות. רחפנים הם בעלי חיים שאוכלים רק חיות מתות. שפמנון ונשרים הם דוגמאות של נבלות.
• כל האכילים הם צרכנים שאוכלים גם צמחים וגם בעלי חיים בהתאם לעונה וזמינות המזון. דובים, רוב הציפורים ובני האדם הם אומני כל-טבע.

צרכנים ומפיקים יכולים לחיות יפה ביחד, אך לאחר זמן מה, אפילו הנשרים וה שפמנון לא יוכלו לעמוד בקצב כל הגופות ההרופות שהיו נערמות במהלך השנים. לשם נכנסים המפרקים. מפרקים הם אורגניזמים שמתפרקים וניזונים מהפסולת ומהאורגניזמים המתים בתוך מערכת אקולוגית.

מפרקים הם מערכת המחזור המובנית של הטבע. על ידי פירוק חומרים - מעצים מתים לפסולת מבעלי חיים אחרים, מפרקים מחזירים חומרים מזינים לאדמה ויוצרים מקור מזון נוסף לעשבי עשב ושומרי מזון בתוך המערכת האקולוגית. פטריות וחיידקים הם פירוק נפוץ.

לכל יצור חי במערכת אקולוגית יש תפקיד. ללא מפיקים צרכנים ומפרקים לא היו שורדים כי לא היה להם אוכל לאכול. ללא צרכנים, אוכלוסיות המפיקים והפירוקים היו צומחים משליטה. ובלי מפקחים, היצרנים והצרכנים ייקברו במהרה בזבוז שלהם.

סיווג אורגניזמים לפי תפקידם במערכת אקולוגית עוזר לאקולוגים להבין כיצד אוכל ואנרגיה מתפשטים וזורמים בסביבה. תנועה זו של אנרגיה מתבצעת בדרך כלל באמצעות שרשראות מזון או רשתות מזון. בעוד שרשת מזון מציגה נתיב אחד לאורכו אנרגיה יכולה לעבור במערכת אקולוגית, קורי מזון מראים את כל הדרכים החופפות שאורגניזמים חיים איתן ותלויות זו בזו.

פירמידות אנרגיה הן כלי נוסף בו משתמשים אקולוגים בכדי להבין את תפקידם של אורגניזמים במערכת אקולוגית וכמה אנרגיה זמינה בכל שלב ברשת האינטרנט. מרבית האנרגיה במערכת אקולוגית זמינה ברמת היצרן. ככל שעולים על הפירמידה, כמות האנרגיה הזמינה פוחתת משמעותית. באופן כללי, רק כעשרה אחוזים מהאנרגיה הזמינה מרמה אחת בפירמידה האנרגטית עוברים לרמה הבאה. שאר 90 אחוז האנרגיה מנוצלים על ידי האורגניזמים באותה רמה או אבודים לסביבה כחום.

פירמידת האנרגיה מראה כיצד מערכות אקולוגיות מגבילות באופן טבעי את המספר של כל סוג של אורגניזם שהוא יכול לקיים. לאורגניזמים התופסים את הרמה העליונה של הפירמידה - צרכנים שלישוניים - יש את הכמות הנמוכה ביותר שיש באנרגיה. לכן מספרם מוגבל במספר היצרנים בתוך מערכת אקולוגית.