تحتاج الكائنات الحية إلى الطاقة لتنمو وتتنفس وتتكاثر وتتحرك، لا إنتاج الطاقة من لا شيء، لذلك يجب نقلها من خلال النظام البيئي، كما أن المصدر الأساسي للطاقة لكل النظم البيئية على الأرض تقريبًا هو الشمس، وفي هذا المقال سنوضح كيفية انتقال الطاقة في النظام البيئي
انتقال الطاقة في النظام البيئي
النظام البيئي
النظام البيئي، هو مجتمع من الكائنات الحية التي تعيش وتتفاعل داخل بيئة معينة، يمكن أن تكون النظم البيئية صغيرة، مثل برك المد والجزر الموجودة بالقرب من الشواطئ الصخرية للعديد من المحيطات، أو كبيرة، مثل تلك الموجودة في الغابات الاستوائية المطيرة في الأمازون في البرازيل.
هناك ثلاث فئات واسعة من النظم البيئية على أساس بيئتها العامة: المياه العذبة والبحرية والبرية، ضمن هذه الفئات الثلاث توجد أنواع من النظم البيئية الفردية، تعتمد على الموائل البيئية والكائنات الحية الموجودة.
اقرأ أيضا: مكونات النظام البيئي
تدفق الطاقة في النظام البيئي
- تعد الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة في جميع الأنظمة البيئية على الأرض، يستخدم المنتجون الأساسيون الطاقة من الشمس لإنتاج طعامهم على شكل جلوكوز، ثم يتم تناول المنتجين الأساسيين من قبل المستهلكين الأساسيين، الذين يأكلون بدورهم من قبل المستهلكين الثانويين، وهكذا، بحيث تتدفق الطاقة من مستوى غذائي واحد، أو مستوى السلسلة الغذائية، إلى المستوى التالي.
- أسهل طريقة لإثبات تدفق الطاقة هذا هو باستخدام السلسلة الغذائية، يمثل كل رابط في السلسلة مستوى غذائيا جديدًا، كما يوجد دائمًا المنتج الأساسي في الجزء السفلي من السلسلة الغذائية.
- في النظم البيئية الأرضية، معظم المنتجين الأساسيين هم من النباتات، وفي النظم الإيكولوجية البحرية، فإن معظم المنتجين الأساسيين هم العوالق النباتية، كلاهما ينتج معظم العناصر الغذائية، والطاقة اللازمة لدعم بقية السلسلة الغذائية في النظم البيئية الخاصة بهما.
- لإظهار تدفق الطاقة عبر النظم البيئية، يتم رسم سلاسل الغذاء أحيانًا كأهرام طاقة، تمثل كل خطوة من خطوات الهرم مستوى غذائيًا مختلفًا، بدءًا من المنتجين الأساسيين في الأسفل، يمثل عرض كل خطوة معدل تدفق الطاقة عبر كل مستوى غذائي.
اقرأ أيضا: النظام البيئي
انتقال الطاقة في النظام البيئي
- تتطلب جميع الكائنات الحية الطاقة، من أجل البقاء على قيد الحياة وتنفيذ عمليات حياتها، مثل النمو، والتكاثر، والتمثيل الغذائي، تأتي هذه الطاقة من النظام البيئي للكائن الحي، وفي كثير من الحالات من الطعام الذي يأكله الكائن الحي.
- بالنسبة لمعظم أشكال الحياة على الأرض، يكون المصدر الأساسي للطاقة من الشمس، من خلال عملية التمثيل الضوئي، يمكن للنباتات التقاط الطاقة من ضوء الشمس، واستخدام هذه الطاقة لتشغيل التفاعلات التي تحول ثاني أكسيد الكربون، والماء إلى جزيئات أكسجين وسكر.
- هذه العملية تزيل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي، وتوفر الأكسجين الذي نتنفسه.
- تسمي الكائنات الحية القادرة على التقاط الطاقة، إما من ضوء الشمس أو المواد الكيميائية، وتحويلها إلى شكل يمكن أن تستخدمه الكائنات الحية الأخرى تسمى المنتجين الأساسيين.
- المنتجون الأساسيون، هم مصدر غذائي مهم للغاية للكائنات الحية الأخرى على الأرض، وهم في الغالب نباتات مثل عشب الأشجار، وفي المحيط، يتم 95٪ من الإنتاج الأولي عن طريق العوالق النباتية المجهرية.
- تساهم العوالق النباتية بنسبة 50٪ من الأكسجين الموجود في غلافنا الجوي، بعض العوالق النباتية عبارة عن بكتيريا، والبعض الآخر من الطلائعيات.
- بالنسبة للكائنات الحية التي لا تستطيع صنع طعامها، يجب عليها تناول كائنات أخرى لتلبية احتياجاتها من الطاقة، تسمى هذه الكائنات غيرية التغذية .
- تسمى الكائنات غيرية التغذية أيضًا بالمستهلكين، لأنهم يجب أن يستهلكوا الكائنات الحية الأخرى للحصول على الطاقة والمغذيات.
السلسلة الغذائية
- السلسلة الغذائية، هي تسلسل عمليات نقل المادة، والطاقة في شكل غذاء من كائن حي إلى كائن حي أخر.
- المستويات في السلسلة الغذائية هي، المنتجون، والمستهلكون الأساسين، والمستهلكون ذوو المستوى الأعلى، وأخيرًا المتحللون.
- تستخدم هذه المستويات لوصف هيكل النظام البيئي ودينامياته، هناك مسار واحد عبر السلسلة الغذائية، يحتل كل كائن حي في سلسلة غذائية مستوى غذائيًا محددًا (مستوى الطاقة)، موقعه في السلسلة الغذائية أو الشبكة الغذائية.
- في العديد من النظم البيئية، تتكون قاعدة أو أساس السلسلة الغذائية، من كائنات حية ضوئية (نباتات أو عوالق نباتية)، والتي تسمى المنتجين . الكائنات الحية التي تستهلك المنتجين هي آكلة العشب: المستهلكون الأساسيون.
- عادة ما يكون المستهلكون الثانويون، من الحيوانات آكلة اللحوم التي تأكل المستهلكين الأساسيين.
- المستهلكون من الدرجة الثالثة، هم من آكلات اللحوم التي تأكل آكلات اللحوم الأخرى، يتغذى المستهلكون ذوو المستوى الأعلى على المستويات الغذائية المنخفضة التالية.
- تتشابك سلاسل الغذاء، لأن معظم الكائنات الحية تستهلك أكثر من نوع واحد من الحيوانات، النباتات، التي تحول الطاقة الشمسية إلى غذاء عن طريق التمثيل الضوئي، هي مصدر الغذاء الأساسي.
