łańcuch pokarmowy

łańcuch pokarmowy, łańcuch troficzny — inaczej łańcuch troficzny (od greckiego trophe – pożywienie). Łańcuch pokarmowy jest to szereg organizmów występujących w danej biocenozie, w którym  każdy gatunek stanowi kolejne ogniwo. Kolejność ogniw powstaje na podstawie zależności pokarmowych pomiędzy danymi gatunkami – każde poprzednie ogniwo stanowi pożywienie kolejnego. Łańcuch pokarmowy najczęściej składa się z 4-5 ogniw, rzadko występuje ich więcej niż 10.

Istnieją trzy rodzaje łańcuchów pokarmowych:

• łańcuch spasania,
• łańcuch detrytusowy,
• łańcuch pasożytów.

Zależności troficzne są podstawą funkcjonowania ekosystemu poprzez napędzanie obiegu materii oraz przepływu energii zawartej w zjadanych kolejno organizmach.

Każdy łańcuch troficzny składa się z:

• producentów,
• konsumentów,
• reducentów.

Producentami są najczęściej rośliny ale też bakterie, glony, niektóre pierwotniaki. To organizmy które potrafią wytworzyć związki organiczne (węglowodany, tłuszcze, białka) ze związków nieorganicznych (związki węgla, związki azotu, woda) przy użyciu energii. Taki sposób odżywiania to autotrofizm czyli samożywność. Ze względu na wykorzystywaną energię organizmy dzielimy na fotoautotrofy – korzystające z energii świetlnej w procesie fotosyntezy oraz chemoautotrofy – wykorzystujące energię chemiczną pozyskaną z utleniania związków nieorganicznych.

Konsumenci stanowią kolejny poziom troficzny. To zwierzęta roślinożerne, drapieżne (żywiący się innymi zwierzętami) lub wszystkożerne. Ze względu na pożywienie, konsumenci dzielą się na rzędy. Konsumentami pierwszego rzędu będą roślinożercy a drugiego i trzeciego drapieżniki. Polifagi, czyli zwierzęta wszystkożerne, mogą być zarówno konsumentem pierwszego, drugiego jak i wyższych rzędów. W zależności od tego czym się w danej chwili żywią. Niekiedy detrytusożercy też są zaliczani do konsumentów.

Reducenci (od łac. reduco oznaczającego zmniejszać lub niszczyć) inaczej zwani destruentami (z łac. destruere znaczącego burzyć) stanowią ostatnie ogniwo łańcucha pokarmowego. Są to organizmy żywiące się innymi martwymi organizmami, głównie są to grzyby i bakterie. Potrafią rozkładać złożone związki organiczne na te prostsze oraz na związki nieorganiczne. Żyją na martwych roślinach, zwierzętach, na odchodach i martwej ściółce ale także w układzie pokarmowym zwierząt (symbionty).  Do tej grupy zaliczane są saprobionty (saprotrofy i saprofagi) oraz detrutysofagi.

• saprofagi – małe zwierzęta cudzożywne, zazwyczaj bezkręgowce, żywiące się martwą materią organiczną, rozkładającymi się resztkami innych organizmów. Żywią się zarówno szczątkami roślinnymi (fitosaprofagi) jak i zwierzęcymi (zoosaprofagi). Występują m.in. w glebie, ściółce, na dnie zbiorników wodnych oraz w samej wodzie. Przedstawicielami saprofagów są np. nicienie, rureczniki, dżdżownice. Do saprofagów należą:

– koprofagi – zwierzęta odżywiające się odchodami,
–   nekrofagi – zwierzęta padlinożerne,
–   edafony – organizmy żyjące w górnej warstwie gleby.

• saprotrofy – organizmy cudzożywne, rozkładające martwą materię organiczną, niebędące zwierzętami czyli grzyby oraz bakterie. Nie stwierdzono roślin odżywiających się saprofitycznie jednak rośliny wykorzystujące mikoryzę często są tak nazywane. Saprotrofy potrafią odżywiać się osmotroficznie. W tym celu wykorzystują trawienie zewnętrzne a następnie wchłaniają płynną, już rozłożoną materię.

Detrytusofagi (inaczej etrytusożercy, detrytofagi, detritofagi) to organizmy żywiące się mieszaniną (detrytusem) w której skład wchodzą szczątki roślin i zwierząt oraz ich odchody a także rozkładające je bakterie i grzyby. Detrytus występuje w glebie gdzie zjadany jest m.in. przez wije, owady, skorupiaki, pierścienice oraz mięczaki. Detrytus występujący w toni wodnej i na dnie zbiorników stanowi pożywienie m.in. rureczników oraz larw ochotek.

Rodzaje łańcuchów pokarmowych:
Łańcuch spasania – pierwszym ogniwem jest producent (najczęściej roślina zielona), kolejnym konsument pierwszego rzędu (roślinożerca) a następnie konsumenci wyższych rzędów czyli drapieżniki.

Np. trawa -> sarna -> wilk

Np. martwa materia organiczna -> rurecznik -> okoń -> szczupak -> wydra

Łańcuch pasożytniczy – zaczyna się od konsumentów (pierwszego lub wyższych rzędów) a kończy na najmniejszych pasożytach

Np. pies -> bakteria -> bakteriofag

Tak proste łańcuchy bardzo rzadko występują w środowisku naturalnym. Większość organizmów żywi się więcej niż jednym rodzajem pożywienia, a także stanowi pokarm różnych gatunków. W konsekwencji zależności pokarmowe tworzą strukturę przypominającą bardziej sieć pokarmową niż łańcuch. Taka sieć spaja biocenozę, w związku z czym zmiany w obrębie jednego z ogniw (np. wyginięcie gatunku) wpływają na pozostałe ogniwa, zaburzając metabolizm biocenozy. Jest to przykład kaskady troficznej. Jeśli z jakiejś przyczyny zabraknie drapieżnika np. wilka to w danym ekosystemie populacja jeleni się zwiększy i będzie to miało wpływ również na roślinność, której będzie ubywało.

Piramida troficzna

Innym przedstawieniem graficznym zależności pokarmowych jest wymyślona przez Charlesa Eltona w 1927 roku piramida troficzna (inaczej piramida Eltona, piramida liczb lub piramida pokarmowa). Podstawę piramidy stanowią wartości dotyczące producentów natomiast wyżej znajdują się wartości dotyczące kolejnych konsumentów. Zazwyczaj wartości te są coraz niższe.

• liczb – gdzie prezentowane są liczebności osobników na każdym poziomie troficznym,
• biomasy – prezentujące proporcję biomasy na każdym z poziomów,
• energii – pokazujące ilość energii zużywanej na każdym poziomie troficznym.

Łańcuch pokarmowy a toksyny

W środowisku krążą różne substancje toksyczne takie jak pestycydy (np. DDT), metale ciężkie (np. rtęć), izotopy radioaktywne czy przemysłowe związki chemiczne. Trafiają one do łańcuchów pokarmowych. W związku z tym, że są bardzo trwałe nie ulegają rozkładowi przez organizmy. Jeśli organizm nie potrafi metabolizować albo wydalać danej toksyny to dostaje się ona do tkanek i tam się odkłada. Taki proces nazywamy bioakumulacją. Każdy kolejny poziom troficzny kumuluje toksyny zjadane wraz z ofiarami. Takie przechodzenie toksyn przez sieć pokarmową jest określane jako biologiczne spotęgowanie.