legea zecimii ecologice, legea ecologică sau 10% ridică modul în care energia se deplasează în derivarea sa prin diferitele niveluri trofice. De asemenea, se susține adesea că această lege este pur și simplu o consecință directă a celei de-a doua legi a termodinamicii.
Energia ecologică este o parte a ecologiei care se preocupă de cuantificarea relațiilor pe care le-am subliniat mai sus. Se consideră că Raymond Lindemann (în special în lucrarea sa seminală din 1942), a fost cel care a stabilit bazele acestui domeniu de studiu.
Lucrările sale s-au concentrat pe conceptele de lanț alimentar și rețea web și pe cuantificarea eficienței în transferul de energie între diferitele niveluri trofice..
Lindemann pleacă de la radiația solară incidentă sau energia pe care o primește o comunitate, prin captarea efectuată de plante prin fotosinteză și continuă să monitorizeze această captare și utilizarea ulterioară a acesteia de către erbivore (consumatori primari), apoi de carnivori (consumatori secundari) și descompunători.
Indice articol
După munca de pionierat a lui Lindemann, eficiența transferului trofic a fost presupusă a fi de aproximativ 10%; de fapt, unii ecologiști s-au referit la o lege de 10%. Cu toate acestea, de atunci, au fost generate mai multe confuzii cu privire la această problemă..
Cu siguranță nu există nicio lege a naturii care să ducă la transferarea precisă a unei zecimi din energia care intră într-un nivel trofic la următorul..
De exemplu, o compilație de studii trofice (în medii marine și de apă dulce) a arătat că eficiența transferului la nivel trofic a variat între aproximativ 2 și 24%, deși media a fost de 10,13%..
Ca regulă generală, aplicabilă atât sistemelor acvatice, cât și celor terestre, se poate spune că productivitatea secundară a erbivorelor este de obicei situată aproximativ, un ordin de mărime sub productivitatea primară pe care se bazează..
Aceasta este adesea o relație consecventă care se menține în toate sistemele de hrănire și care tinde să devină structuri de tip piramidal, în care baza este asigurată de plante și pe această bază se bazează una mai mică, a consumatorilor primari, pe care o altă consumatorii secundari (chiar mai mici) stau.
Toate ființele vii necesită materie și energie; contează pentru construirea corpului și a energiei lor pentru a-și îndeplini funcțiile vitale. Această cerință nu se limitează la un organism individual, ci este extinsă la niveluri superioare de organizare biologică pe care acești indivizi le pot conforma..
Aceste niveluri de organizare sunt:
Într-un ecosistem comunitatea și mediul înconjurător stabilesc fluxuri de energie și materie.
Organismele unui ecosistem sunt grupate în funcție de un „rol” sau „funcție” pe care îl îndeplinesc în cadrul lanțurilor alimentare sau trofice; așa vorbim despre nivelurile trofice ale producătorilor, consumatorilor și descompunerilor.
La rândul lor, fiecare dintre aceste niveluri trofice interacționează cu mediul fizico-chimic care asigură condițiile de viață și, în același timp, acționează ca o sursă și o scufundare de energie și materie..
În primul rând, trebuie să definim productivitatea primară, care este rata la care se produce biomasă pe unitate de suprafață..
Se exprimă de obicei în unități de energie (Jouli pe metru pătrat pe zi), sau în unități de materie organică uscată (kilograme pe hectar și pe an), sau ca carbon (masa de carbon în kg pe metru pătrat pe an).
În general, atunci când ne referim la toată energia fixată prin fotosinteză, de obicei o numim productivitate primară brută (PPG).
Dintre acestea, o proporție este cheltuită în respirația acelorași autotrofi (RA) și se pierde sub formă de căldură. Producția primară netă (PPN) se obține prin scăderea acestei cantități din PPG (PPN = PPG-RA).
Această producție primară netă (PPN) este ceea ce este disponibil în cele din urmă pentru consumul de către heterotrofi (acestea sunt bacterii, ciuperci și restul animalelor pe care le cunoaștem).
Productivitatea secundară (PS) este definită ca rata producției de biomasă nouă de către organismele heterotrofe. Spre deosebire de plante, bacterii heterotrofe, ciuperci și animale, acestea nu pot face compușii complexi și bogați în energie de care au nevoie din molecule simple..
Ei își obțin întotdeauna materia și energia din plante, lucru pe care îl pot face direct consumând material vegetal sau indirect hrănindu-se cu alți heterotrofi..
În acest fel, plantele sau organismele fotosintetice în general (numite și producători) cuprind primul nivel trofic într-o comunitate; consumatorii primari (cei care se hrănesc cu producătorii) alcătuiesc al doilea nivel trofic și consumatorii secundari (numiți și carnivori) al treilea nivel.
Proporțiile producției primare nete care curg de-a lungul fiecărei căi de energie posibile depind în cele din urmă de eficiența transferului, adică de modul în care energia este utilizată și transmisă de la un nivel la altul..
Există trei categorii de eficiență a transferului de energie și, cu acestea bine definite, putem prezice modelul fluxului de energie la niveluri trofice. Aceste categorii sunt: eficiența consumului (EC), eficiența asimilării (EA) și eficiența producției (EP).
Să definim acum aceste trei categorii menționate.
Matematic putem defini eficiența consumului (EC) după cum urmează:
EC =Eun/Pn-1 × 100
Unde putem vedea că CE este un procent din productivitatea totală disponibilă (Pn-1) care este ingerat efectiv de compartimentul trofic contigu superior (Eun).
De exemplu, pentru consumatorii primari din sistemul de pășunat, CE este procentul (exprimat în unități de energie și pe unitate de timp) de PPN consumat de erbivori.
Dacă ne-am referi la consumatorii secundari, atunci ar fi echivalent cu procentul de productivitate al erbivorelor, consumat de carnivore. Restul mor nemâncat și intră în lanțul de degradare.
Pe de altă parte, eficiența asimilării se exprimă după cum urmează:
EA =LAn/Eun × 100
Din nou ne referim la un procent, dar de data aceasta la partea de energie provenită din alimente și ingerată într-un compartiment trofic de către un consumator (Eun) și care este asimilat de sistemul digestiv (LAn).
Această energie va fi cea disponibilă pentru creștere și pentru executarea lucrărilor. Restul (partea neasimilată) se pierde odată cu fecalele și apoi intră la nivelul trofic al descompunerilor.
În cele din urmă, eficiența producției (EP) este exprimată ca:
EP = Pn/LAn × 100
care este și un procent, dar în acest caz ne referim la energia asimilată (LAn) care ajunge să fie încorporată în biomasa nouă (Pn). Toată rămășița de energie neasimilată se pierde sub formă de căldură în timpul respirației.
Produsele precum secrețiile și / sau excrețiile (bogate în energie), care au participat la procesele metabolice, pot fi considerate producție, Pn, și sunt disponibile, precum cadavrele, pentru descompunători.
După ce am definit aceste trei categorii importante, ne putem întreba acum despre „eficiența transferului global” de la un nivel trofic la altul, care este dat pur și simplu de produsul eficienței menționate anterior (EC x EA x EP).
Exprimat colocvial, putem spune că eficiența unui nivel este dată de ceea ce poate fi ingerat eficient, care este apoi asimilat și ajunge să fie încorporat în biomasă nouă.
Productivitatea erbivorelor este întotdeauna mai mică decât cea a plantelor cu care se hrănesc. Ne-am putea întreba atunci: Unde merge energia irosită?
Pentru a răspunde la această întrebare trebuie să atragem atenția asupra următoarelor fapte:
Acest lucru se întâmplă din două motive de bază: În primul rând, datorită faptului că nu există un proces de conversie a energiei care să fie 100% eficient. Adică, există întotdeauna o pierdere sub formă de căldură în conversie, care este în perfectă concordanță cu a doua lege a termodinamicii..
În al doilea rând, deoarece animalele trebuie să lucreze, ceea ce necesită cheltuieli de energie și, la rândul lor, implică noi pierderi sub formă de căldură..
Aceste tipare apar la toate nivelurile trofice și, așa cum a prezis a doua lege a termodinamicii, o parte din energia pe care cineva încearcă să o transfere de la un nivel la altul este întotdeauna disipată sub formă de căldură inutilizabilă..
Nimeni nu a comentat acest articol încă.