EKOLOJIK ONDALIK YASASI NEDIR VEYA% 10? - BIYOLOJI - 2025

Ekolojik Tithing kanunu , ekolojik yasa veya % 10 enerji, farklı trofik seviyeleri tarafından türetme nasıl gezdiğini yükseltir. Ayrıca bu Yasanın Termodinamiğin ikinci Yasasının doğrudan bir sonucu olduğu da sıklıkla tartışılır.

Ekolojik enerji, ekolojinin yukarıda özetlediğimiz ilişkileri ölçmekle ilgilenen bir parçasıdır. Raymond Lindemann'ın (özellikle 1942'deki ufuk açıcı çalışmasında) bu çalışma alanının temellerini atan kişi olduğu düşünülmektedir.

Şekil 1. Trofik Ağ. Kaynak: Thompsma, Wikimedia Commons'tan

Çalışmaları, besin zinciri ve ağ kavramlarına ve farklı trofik seviyeler arasında enerji transferinde verimliliğin ölçülmesine odaklandı.

Lindemann, fotosentez yoluyla bitkiler tarafından gerçekleştirilen yakalama yoluyla bir topluluğun aldığı güneş radyasyonu veya enerjisinden başlar ve bu yakalamayı ve ardından otçullar (birincil tüketiciler), ardından etoburlar (ikincil tüketiciler) tarafından daha sonra kullanımını izlemeye devam eder. ) ve son olarak ayrıştırıcılar tarafından.

Ekolojik ondalık yasası nedir?

Lindemann'ın öncü çalışmasının ardından, trofik transfer verimliliklerinin yaklaşık% 10 olduğu varsayıldı; aslında, bazı ekolojistler% 10'luk bir yasaya atıfta bulundular. Ancak, o zamandan beri, bu konuda birçok kafa karışıklığı yaratıldı.

Kesinlikle, bir trofik seviyeye giren enerjinin onda birinin diğerine aktarılmasıyla sonuçlanan bir doğa kanunu yoktur.

Örneğin, trofik çalışmaların bir derlemesi (deniz ve tatlı su ortamlarında), ortalama% 10,13 olmasına rağmen, trofik seviyeye göre transfer etkinliklerinin yaklaşık% 2 ile% 24 arasında değiştiğini ortaya çıkarmıştır.

Genel bir kural olarak, hem sucul hem de karasal sistemlere uygulanabilir, otçullar tarafından ikincil üretkenliğin genellikle yaklaşık olarak, dayandığı birincil üretkenliğin altında bir derece altında yer aldığı söylenebilir.

Bu genellikle, tüm yiyecek arama sistemlerinde sürdürülen ve bazın bitkiler tarafından sağlandığı ve bu temelde birincil tüketicilerden daha küçük bir tanesinin kurulduğu piramidal tipte yapılar olma eğiliminde olan tutarlı bir ilişkidir. başka (daha küçük) ikincil tüketicilerin dayandığı.

Organizasyon seviyeleri

Tüm canlılar madde ve enerjiye ihtiyaç duyar; vücutlarının inşası ve yaşamsal işlevlerini yerine getirmek için enerji. Bu gereklilik, tek bir organizma ile sınırlı değildir, ancak bu bireylerin uyabileceği daha yüksek biyolojik organizasyon seviyelerine kadar uzanır.

Bu organizasyon seviyeleri:

• Bir biyolojik nüfus : Aynı belirli bir alanda yaşayan aynı türün organizmalar.
• Bir biyolojik topluluk : Belli bir alanda ve etkileşim yiyecek veya trofik ilişkiler) aracılığıyla canlı farklı türler veya nüfusların organizmaların kümesi.
• Bir ekosistem : Abiyotik ortamıyla (su, güneş ışığı, iklim ve diğer faktörler) etkileşim içinde olduğu bir topluluktan oluşan en karmaşık biyolojik organizasyon seviyesi.

Trofik seviyeler

Bir ekosistemde topluluk ve çevre, enerji ve madde akışlarını oluşturur.

Bir ekosistemin organizmaları, gıda veya trofik zincirler içinde yerine getirdikleri bir "rol" veya "işleve" göre gruplandırılır; üreticilerin, tüketicilerin ve ayrıştırıcıların trofik seviyeleri hakkında böyle konuşuyoruz.

Buna karşılık, bu trofik seviyelerin her biri, yaşamın koşullarını sağlayan fizikokimyasal çevre ile etkileşime giriyor ve aynı zamanda enerji ve madde için bir kaynak ve lavabo görevi görüyor.

temel kavramlar

Brüt ve net birincil verimlilik

İlk olarak, biyokütlenin birim alan başına üretilme hızı olan birincil üretkenliği tanımlamalıyız.

Genellikle enerji birimleri (günde metrekare başına Joule) veya kuru organik madde birimleri (yılda hektar başına kilogram) veya karbon (yılda metrekare başına kg cinsinden karbon kütlesi) olarak ifade edilir.

Genel olarak, fotosentez tarafından sabitlenen tüm enerjiye atıfta bulunduğumuzda, buna genellikle brüt birincil verimlilik (PPG) diyoruz.

Bunun bir kısmı ototrofların kendilerinin (RA) solunumunda harcanır ve ısı şeklinde kaybolur. Net birincil üretim (PPN), bu miktarın PPG'den (PPN = PPG-RA) çıkarılmasıyla elde edilir.

Bu net birincil üretim (PPN), nihayetinde heterotroflar (bunlar bakteriler, mantarlar ve bildiğimiz diğer hayvanlardır) tarafından tüketilebilir.

İkincil verimlilik

İkincil verimlilik (PS), heterotrofik organizmalar tarafından yeni biyokütlenin üretilme hızı olarak tanımlanır. Bitkiler, heterotrofik bakteriler, mantarlar ve hayvanların aksine ihtiyaç duydukları kompleks, enerji açısından zengin bileşikleri basit moleküllerden yapamazlar.

Doğrudan bitki materyalini tüketerek veya dolaylı olarak diğer heterotrofları besleyerek yapabildikleri maddeyi ve enerjiyi bitkilerden elde ederler.

Bu yolla, bitkiler veya genel olarak fotosentetik organizmalar (üreticiler de denir), bir topluluktaki ilk trofik seviyeyi oluşturur; birincil tüketiciler (üreticilerle beslenenler) ikinci trofik düzeyi, ikincil tüketiciler (etoburlar da denir) üçüncü düzeyi oluşturur.

Verimlilikleri ve enerji yollarını aktarın

Olası enerji yollarının her biri boyunca akan net birincil üretim oranları, nihayetinde transfer verimliliklerine, yani enerjinin kullanılma ve bir seviyeden diğerine geçme şekline bağlıdır. diğer.

Enerji transfer verimliliği kategorileri

Enerji transfer verimliliğinin üç kategorisi vardır ve bunlarla iyi tanımlanmış trofik seviyelerde enerji akışı modelini tahmin edebiliriz. Bu kategoriler şunlardır: tüketim verimliliği (EC), asimilasyon verimliliği (EA) ve üretim verimliliği (EP).

Şimdi bahsedilen bu üç kategoriyi tanımlayalım.

Matematiksel olarak tüketim verimliliğini (EC) şu şekilde tanımlayabiliriz:

EC = I _n / P _n-1 × 100

EC'nin, üst bitişik trofik bölme (I _n ) tarafından etkin bir şekilde alınan toplam mevcut üretkenliğin (P _n-1 ) bir yüzdesi olduğunu görebildiğimiz yer .

Örneğin, otlatma sistemindeki birincil tüketiciler için EC, otçullar tarafından tüketilen PPN'nin yüzdesidir (enerji birimleri ve birim zaman başına ifade edilir).

İkincil tüketicilerden bahsediyor olsaydık, etoburlar tarafından tüketilen otçulların üretkenlik yüzdesine eşdeğer olurdu. Gerisi yenmeden ölür ve çürüme zincirine girer.

Öte yandan asimilasyon etkinliği şu şekilde ifade edilmektedir:

EA = A _n / I _n × 100

Yine bir yüzdeye atıfta bulunuyoruz, ancak bu sefer enerjinin gıdalardan gelen ve bir tüketici (I _n ) tarafından trofik bir bölmede yutulan ve sindirim sistemi (A _n ) tarafından asimile edilen kısmı .

Bu enerji, büyüme ve işin yürütülmesi için mevcut olacak. Kalan kısım (asimile edilmeyen kısım) dışkı ile kaybedilir ve ardından ayrıştırıcıların trofik seviyesine girer.

Son olarak, üretim verimliliği (EP) şu şekilde ifade edilir:

bu aynı zamanda bir yüzdedir, ancak bu durumda , yeni biyokütleye (P _n ) dahil edilmesiyle sonuçlanan asimile edilmiş enerjiye (A _n ) atıfta bulunuruz . Asimile edilmemiş tüm enerjik kalıntı, solunum sırasında ısı olarak kaybolur.

Metabolik süreçlere katılmış olan salgı ve / veya boşaltım (enerji açısından zengin) gibi ürünler, üretim, P _n olarak kabul edilebilir ve ayrıştırıcılar için ceset olarak mevcuttur.

Küresel transfer verimliliği

Bu üç önemli kategoriyi tanımladıktan sonra, şimdi kendimize bir trofik seviyeden diğerine, daha önce bahsedilen verimliliklerin ürünü (EC x EA x EP) tarafından verilen "küresel transfer verimliliği" hakkında sorular sorabiliriz.

Halk arasında ifade edildiğinde, bir seviyenin verimliliğinin, etkili bir şekilde sindirilebilen, daha sonra asimile edilen ve yeni biyokütleye dahil edilen şey tarafından verildiğini söyleyebiliriz.

Kayıp enerji nereye gidiyor?

Otçulların verimliliği, beslendikleri bitkilerinkinden her zaman daha düşüktür. O zaman kendimize sorabiliriz: Kayıp enerji nereye gidiyor?

Bu soruyu cevaplamak için aşağıdaki gerçeklere dikkat çekmeliyiz:

1. Bitki biyokütlesinin tamamı otoburlar tarafından tüketilmez, çünkü çoğu ölür ve ayrıştırıcıların (bakteri, mantar ve diğer detritivorlar) trofik düzeyine girer.
2. Otoburlar tarafından tüketilen biyokütlenin veya etoburlar tarafından tüketilen otçulların biyokütlesinin tamamı asimile edilmez ve tüketicinin biyokütlesine dahil edilmeye müsait değildir; dışkı ile bir kısım kaybolur ve böylece ayrıştırıcılara geçer.
3. Asimile edilen enerjinin tamamı aslında biyokütleye dönüştürülmez, çünkü bunun bir kısmı solunum sırasında ısı olarak kaybolur.

Bunun iki temel nedeni vardır: Birincisi,% 100 verimli bir enerji dönüştürme süreci olmaması nedeniyle. Yani, dönüşümde ısı şeklinde her zaman bir kayıp vardır, bu Termodinamiğin İkinci Yasası ile mükemmel bir uyum içindedir.

İkincisi, hayvanların iş yapması gerektiğinden, bu da enerji harcamasını gerektirir ve bu da ısı şeklinde yeni kayıplar anlamına gelir.

Bu modeller tüm trofik seviyelerde meydana gelir ve Termodinamiğin İkinci Yasası tarafından öngörüldüğü gibi, bir kişinin bir seviyeden diğerine aktarmaya çalıştığı enerjinin bir kısmı her zaman kullanılamaz ısı şeklinde dağıtılır.

Referanslar

1. Caswell, H. (2005). Yiyecek Ağları: Bağlantıdan Enerjiye. (H. Caswell, Ed.). Ekolojik Araştırmalardaki Gelişmeler (Cilt 36). Elsevier Ltd. s. 209.
2. Curtis, H. vd. (2008). Biyoloji. 7. Baskı. Buenos Aires-Arjantin: Editoryal Médica Panamericana. s. 1160.
3. Kitching, RL (2000). Besin Ağları ve Konteyner Habitatları: Fitotelmata'nın doğal tarihi ve ekolojisi. Cambridge University Press. s. 447.
4. Lindemann, RL (1942). Ekolojinin trofik - dinamik yönü. Ekoloji, 23, 399-418.
5. Pascual, M. ve Dunne, JA (2006). Ekolojik Ağlar: Gıda Ağlarında Yapıyı Dinamiklere Bağlamak. (M. Pascual & JA Dunne, Eds.) Karmaşıklık Bilimlerinde Santa Fe Enstitüsü Araştırmaları. Oxford University Press. s. 405.