زیست شناسی، علوم پایه ۱۷۵ بازدید

موجودات مختلف از راه‌های متنوعی با هم در ارتباط هستند و زندگی آن‌ها بر هم اثر می‌گذارد. آن‌ها رقابت می‌کنند، همزیستی دارند، موجود دیگر را می‌خورند یا توسط آن خورده می‌شوند. به این ارتباط غذایی و تبادل انرژی بین موجودات مختلف، زنجیره غذایی و به چند مجموعه غذایی مرتبط با هم، شبکه غذایی می‌گوییم. در این مطلب شبکه و زنجیره غذایی، سطوح آن و شیوه انتقال انرژی بین آن‌ها را کامل بررسی می‌کنیم.

شبکه غذایی چیست ؟

شبکه غذایی مجموع زنجیره‌های غذایی است که در آن‌ها موجودات مصرف‌کننده و مصرف‌شونده مشترک وجود دارد. این شبکه ارتباط موجودات مختلف در یک اکوسیستم یا اکوسیستم‌های مختلف و جریان انرژی بین آن‌ها را نشان می‌دهد. برای مثال، انسان انرژی و مواد غذایی لازم برای رشد و بقای خود را از گروه‌های مختلف گیاهی و جانوری تامین می‌کند و به همین دلیل در زنجیره‌های مختلفی قرار می‌گیرد. برای داشتن تصویر کامل شیوه انتقال انرژی و مواد غذایی بین انسان و موجودات دیگر نیاز به ترسیم شبکه غذایی تشکیل شده از زنجیره‌های مختلف داریم.

شبکه غذایی
در شبکه غذایی، فلش از موجود مصرف‌شونده به سمت موجود مصرف‌کننده رسم می‌شود.

زنجیره غذایی چیست ؟

زنجیره غذایی نشان می‌دهد کدام موجود مصرف‌کننده و کدام موجود مصرف‌شونده است و چگونه انرژی و مواد غذایی بین موجودات در یک اکوسیستم جریان می‌یابد. فرض کنید برای ناهار همبرگر میل کرده‌اید، در این صورت شما وارد زنجیره غذایی زیر می‌شود:

علف ‌$$\leftarrow$$ گاو $$\leftarrow$$ انسان

مطلب پیشنهادی:
اکوسیستم یا زیست بوم چیست؟ | به زبان ساده
اکوسیستم یا زیست بوم از مجموعه‌ای از ارگانیسم‌های زنده و عوامل غیرزنده که با هم در یک محیط معین هستند و با یکدیگر برهمکنش دارند، تشکیل شده است.

برای درک بهتر زنجیره و شبکه غذایی به پرسش زیر پاسخ دهید.

در شبکه غذایی زیر چند زنجیره غذایی وجود دارد؟
۳
۶
۵
۸
شرح پاسخ
شش زنجیره غذایی موجود در این شبکه به شرح زیر است.
درخت بلوط $$\leftarrow$$ سنجاب $$\leftarrow$$ روباه
درخت بلوط $$\leftarrow$$ هزارپا $$\leftarrow$$ موش $$\leftarrow$$ جغد
برگ $$\leftarrow$$ قارچ
برگ $$\leftarrow$$ کرم خاکی $$\leftarrow$$ موش $$\leftarrow$$ جغد
برگ $$\leftarrow$$ کرم خاکی $$\leftarrow$$ موش جنگلی $$\leftarrow$$ روباه
برگ $$\leftarrow$$ کرم خاکی $$\leftarrow$$ موش جنگلی $$\leftarrow$$ جغد

انواع زنجیره غذایی

دو زنجیره غذایی «خرد» (Detritus Food Chain) و «علفی» (Grazing Food Chain) در طبیعت وجود دارد که در این بخش آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

  • زنجیره غذایی خرد: گروه بسیار متنوع و بزرگی از موجودات در این زنجیره شرکت دارند و با اجزای مرده آلی شروع می‌شود. در این زنجیره انرژی از موجودات تجزیه‌کننده به گوشت‌خواران کوچک انتقال می‌یابد، گوشت‌خواران کوچک غذای گوشت‌خواران بزرگ می‌شوند و چرخه ادامه پیدا می‌کند.
  • زنجیره غذایی علفی: این چرخه با گیاهان سبز شروع می‌شود. سپس انرژی از آن‌ها به گیاه‌خواران و بعد از آن به گوشت‌خواران انتقال می‌یابد. انرژی اولیه در این چرخه از فتوسنتز تامین می‌شود.

سطح غذایی چیست‌؟

به زنجیره غذایی زیر نگاه کنید.

جلبک سبز $$\leftarrow$$ نرم‌تنان $$\leftarrow$$ ماهی استخوانی $$\leftarrow$$ سالمون

هر یک از موجودات قبل و بعد از فلش‌ها، یک «سطح غذایی» (Trophic Level) را نشان می‌دهند. سطح غذایی، فاصله هر موجود از منبع اصلی انرژی (نور یا مواد معدنی اولیه) در زنجیره را نشان می‌دهد. زنجیره غذایی از سطوح غذایی زیر تشکیل شده است.

  • تولید کننده‌های اولیه: این موجودات در کف زنجیره غذایی هستند. این دسته شامل موجودات اتوتروف و در بیشتر موارد فتوسنتزکننده‌ها ازجمله گیاهان، جلبک‌ها و سیانوباکترها می‌شوند.
  • مصرف‌کننده‌های اولیه: این جانداران، انرژی و مواد غذایی خود را از خوردن تولیدکننده‌های اولیه تامین می‌کنند. این جانداران «گیاه‌خواران» (Herbivores) هستند. اما ممکن است از جلبک و سیانوباکتری هم تغذیه کنند.
  • مصرف‌کننده‌های ثانویه: این موجودات از مصرف‌کننده‌های اولیه تغذیه می‌کنند و «گوشت‌خواران» (Carnivores) نام دارند.
  • مصرف‌کننده‌های سوم: این موجودات انرژی و مواد غذایی خود را از مصرف‌کننده‌های ثانویه تامین می‌کنند. مصرف‌کننده‌های سوم، گوشت‌خوارانی هستند که از گوشت‌خواران تغذیه می‌کنند. عقاب و کفتار در این گروه قرار می‌گیرند.
  • مصرف‌کننده‌های چهارم: این موجودات در بعضی از زنجیره‌های غذایی وجود دارند و از گوشت‌خواران سوم تغذیه می‌کنند. به این «موجودات مصرف‌کننده‌های نهایی» (Apex Consumers) گفته می‌شود.
  • تجزیه‌ کننده‌ها: این موجودات مصرف‌کننده‌هایی هستند که معمولا در زنجیره غذایی رسم نمی‌شوند. این گروه شامل موجوداتی است که باقی‌مانده اجساد را به مواد معدنی تبدیل می‌کنند.

اتوتروف و هتروتروف چیست ؟

موجودات دو راه تامین مواد غذایی دارند. بعضی از آن‌ها غذا تولید می‌کنند (اتوتروف) و بعضی با مصرف موجودات دیگر، مواد غذایی لازم برای رشد را تامین می‌کنند (هتروتروف).

  • اتوتروف (Autotrophs): این موجودات از مواد معدنی موجود در طبیعت برای ساختن مواد آلی موردنیاز خود استفاده می‌کنند و به دو دسته تقسیم می‌شوند.
    • «فوتروف» (Phototrophs) : این موجودات ازجمله گیاهان، از انرژی نور خورشید برای تولید مواد غذایی مثل قندها بهره می‌برند. جلبک و سیانوباکترها هم در این گروه قرار می‌گیرند.
    • «کموتروف» (Chemoautotrophs): این موجودات از انرژی مولکول‌های شیمیایی ساده‌ای مثل کربن‌دی‌اکسید برای سنتز مولکول‌های موردنیاز خود در فرایند کموسنتز استفاده می‌کنند. برای مثال، بعضی باکتری‌های کف دریا از انرژی موجود در هیدروژن سولفید، مواد آلی لازم برای رشد خود را می‌سازند. باکتری‌های زیر مثال‌هایی از موجودات کموتروف هستند.
      • «نیتروزوموناس» (Nitrosomonas): نیتروزوموناس یکی از باکتری‌های تثبیت‌کننده است که در چرخه تثبیت، نیتروژن موجود در ترکیبات مواد معدنی مثل آمونیاک را به نیتروژن موجود در ترکیبات آلی مثل اسیدآمینه تبدیل می‌کند. حضور این باکتری‌ها برای کشاورزی بسیار مهم است. تعداد زیادی از گیاهان نمی‌توانند نیتروژن را تثبیت کنند و برای رشد خود نیاز به فعالیت باکتری‌ها دارند.
      • «باکتری آهن» (Iron Bacteria): این باکتری‌ها انرژی خود را از اکسیداسیون آهن محلول در آب تامین و در آب‌های زندگی می‌کنند که غلظت آهن بالایی دارد. در صنعت معدن از این باکتری‌ها برای استخراج آهن استفاده می‌شود.
      • «متانوژن‌ها» (Methanogens): این باکتری‌ها از انرژی موجود در الکترون‌های هیدروژن برای تشکیل ترکیبات آلی استفاده می‌کند. محل زندگی این باکتری‌ها اعماق اقیانوس است.
  • هتروتروف (Heterotrophs): این موجودات نمی‌توانند مواد غذایی موردنیاز خود را از انرژی نوری یا شیمیایی بسازند. هتروتروف‌ها ازجمله انسان، مواد آلی خود را با مصرف موجودات دیگر تامین می‌کنند. حیوانات، قارچ‌ها و بسیاری از باکتری‌ها در این دسته قرار می‌گیرند. این موجودات بر حسب منبع تغذیه به ۴ دسته تقسیم می‌شوند.
    • «همه‌چیزخوارها» (Omnivores): این حیوانات از گیاهان و حیوانات دیگر تغذیه می‌کنند. انسان و خرس در این گروه قرار دارند.
    • «گیاه‌خواران» (Herbivores): این موجودات فقط از گیاهان تغذیه می‌کنند. گاو در این گروه قرار می‌گیرد.
    • «لاشه‌خواران» (Scavengers): این حیوانات از لاشه مرده حیوانات دیگر تغذیه می‌کنند. لاشخور یکی از این حیوانات است.
    • «گوشت‌خواران» (Carnivores): بیشتر این موجودات فقط از گوشت حیوانی تغذیه می‌کنند که خود شکار کرده‌اند. تعدادی از آن‌ها، ازجمله کفتار و باز مواد غذایی موردنیاز خود را از لاشه جانوران مرده نیز دریافت می‌کنند.

موجودات تجزیه کننده در شبکه غذایی

موجودات تجزیه‌کننده همان لاشه‌خواران هستند که اجساد یا مواد زائد باقی‌مانده از سطح غذایی دیگر را تجزیه می‌کنند. این موجودات با شکستن پیوندهای شیمیایی انرژی لازم برای بقای خود را تامین خواهند کرد. تجزیه کننده‌ها، در سه دسته قرار می‌گیرند.

  • باکتری: این موجودات در بسیاری از اکوسیستم‌ها تجزیه‌کننده اصلی به حساب می‌آیند.
  • قارچ: یکی از تجزیه‌کننده‌های کلیدی در اکوسیستم‌های مختلف قارچ‌ها هستند و با تجزیه بقایای بدن گیاهان و جانوران سبب بهبود و تقویت خاک می‌شود.
  • پوده‌خوارها: این گروه شامل حیوانات چند سلولی ازجمله کرم‌خاکی، خرچنگ، حلزون بی صدف و لاشخورها می‌شوند. پوره‌خوارها علاوه بر تامین مواد غذایی خود با تکه‌تکه کردن لاشه‌ها، آن را برای مصرف باکتری و قارچ آماده می‌کنند.

انتقال انرژی در شبکه غذایی

انرژی بین سطوح زنجیره غذایی، بین موجود مصرف‌شونده و مصرف‌کننده انتقال می‌یابد. اما انتقال انرژی در زنجیره کارامد نیست و همین سبب می‌شود طول هر زنجیره غذایی محدود باشد. مقداری از انرژی هر سطح غذایی در «توده زیستی» (Biomass) بدن ذخیره و به‌وسیله موجودات سطح بعدی مصرف می‌شود. فقط ۱۰٪ انرژی ذخیره شده در توده زیستی یک سطح، به سطح دیگر انتقال می‌یابد.

برای مثال تصور کنید در یک زنجیره غذایی، تولیدکنندگان اولیه سالانه ۲۰۰۰۰ $$kcal/m^2 /year$$ برای مصرف‌کننده‌های اولیه ذخیره می‌کنند. قانون ۱۰٪ می‌گوید، مصرف‌کننده‌های اولیه فقط ۲۰۰۰ $$kcal/m^2 /year$$ از این انرژی را برای مصرف‌کننده‌های ثانویه ذخیره می‌کنند. اگر این روند در ۳ تا ۶ سطح دیگر ادامه یابد، انرژی بسیار کمی در اختیار مصرف‌کننده های بالاتر قرار می‌گیرد. به همین دلیل، طول زنجیره‌های غذایی از تعداد مشخصی بیشتر نمی‌شود.

چرخه انرژی در شبکه غذایی

شما محاسبه کنید.

اگر سطح اول یک زنجیره غذایی $$50,000\ kcal/m^2 /year$$ انرژی ذخیره کند. چه مقدار انرژی به سطح سوم این زنجیره انتقال می‌یابد؟
۵۰۰
۵
۵۰
۵۰۰۰
شرح پاسخ
در زنجیره غذایی، تنها ۱۰٪ از انرژی ذخیره شده در هر سطح به سطح دیگر منتقل می‌شود. در نتیجه $$50\ kcal/m^2 /year$$ انرژی به سطح سوم این زنجیره انتقال می‌یابد.

توده زیستی در شبکه غذایی

توده زیستی، انرژی ذخیره شده در بدن موجودات زنده است و تولید کننده اولیه این انرژی، موجودات فتوسنتزکننده‌ای هستند که نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند. این انرژی بین سطوح غذایی انتقال می‌یابد و در هر سطح مقداری از آن به صورت گرما از زنجیره خارج می‌شود.

چرا میزان انرژی بین سطح غذایی کاهش می‌یابد؟

چند دلیل اصلی برای کاهش انرژی ذخیره بین سطوح غذایی وجود دارد.

  • در هر سطح غذایی، مقداری از انرژی در نتیجه تنفس سلولی و فعالیت‌های روزانه موجود به شکل گرما از دست می‌رود.
  • بخشی از مواد غذایی کامل هضم نمی‌شود و به شکل مواد زائد دفع می‌گردد.
  • موجودات یک سطح، تمام موجودات سطح قبلی را نمی‌خورند و تعدادی از موجودات می‌میرند و غذای موجود دیگری نمی‌شوند.

به این نکته توجه کنید که مدفوع و باقی‌مانده موجودات خورده نشده، غذای تجزیه کننده‌ها هستند. این مواد پس از تجزیه در فرایند تنفس سلولی به گرما تبدیل می‌شوند.

همزیستی در شبکه غذایی

همزیستی رابطه نزدیک بین دو گونه در شبکه غذایی است که حداقل یکی از موجودات از آن سود می‌برد. طرف دیگر ممکن است از رابطه سود برد، رابطه تاثیری برای او نداشته باشد یا تاثیر منفی بر بقای او داشته باشد. سه نوع همزیستی در طبیعت وجود دارد.

  • «همیاری» (Mutualism): در این رابطه هر دو موجود سود می‌برند.
  • «همسفرگی» (Commensalism): در این رابطه یکی از موجودات سود می‌برد و رابطه بر موجود دیگر تاثیری ندارد.
  • «انگلی» (Parasitism): در این رابطه انگل سود می‌برد و میزبان، آسیب می‌بیند.

رقابت در شبکه غذایی

رقابت زمانی به وجود می‌آید که جانداران گونه‌های مختلف در یک اکوسیستم برای استفاده از منبعی مشترک (غذا یا محل زندگی) مبارزه می‌کنند. سازگاری‌هایی مثل جهش‌های فیزیکی یا تغییرات رفتاری کمک می‌کنند که موجودات یک گونه در رقابت پیروز شوند. رقابت بین افراد یک گونه یا گونه‌های مختلف بر پویایی شبکه غذایی تاثیر می‌گذارد.

جمع‌بندی

زنجیره و شبکه غذایی ارتباط پیوسته در اکوسیستم و بین موجودات زنده را نشان می‌دهد. زنجیره غذایی نشان می‌دهد، مرگ و بقای موجودات چگونه به هم وابسته است و انرژی و مواد غذایی چگونه بین موجودات منتقل می‌شوند. مجموعه چند زنجیره، شبکه غذایی را تشکیل می‌دهد که جریان انرژی و مواد بین تمام موجودات یک اکوسیستم را نشان می‌دهد.

سوالات متداول

در این بخش می‌توانید پاسخ برخی پرسش‌های متداول پیرامون شبکه غذایی را پیدا کنید.

موجودات زنده در زنجیره غذایی چه نقش‌هایی دارند؟

موجودات زنده در زنجیره غذایی تولیدکننده، مصرف‌کننده یا تجزیه‌کننده هستند.

قارچ‌ها در چه جایی از زنجیره غذایی قرار دارند؟

آن‌ها از گروه‌های لاشه‌خواران و تجزیه‌کننده هستند.

قارچ ها چگونه باعث بهبود و تقویت خاک می‌شوند؟

قارچ‌ها با تجزیه بقایای گیاهی و جانوری باعث بهبود و تقویت خاک می‌شوند.

زندگی انگلی چیست ؟

در زندگی انگلی، انگل از میزبان تغذیه می‌کند. در این رابطه انگل سود می‌برد ولی میزبان آسیب می‌بیند.

اگر این مطلب برای شما مفید بوده است، آموزش‌ها و مطالب زیر نیز به شما پیشنهاد می‌شوند:

بر اساس رای ۱۲ نفر
آیا این مطلب برای شما مفید بود؟
شما قبلا رای داده‌اید!
اگر بازخوردی درباره این مطلب دارید یا پرسشی دارید که بدون پاسخ مانده است، آن را از طریق بخش نظرات مطرح کنید.

مرضیه پیمان فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد نانوفناوری پزشکی است. در زمینه ترجمه متون تخصصی و کاربردهای نانو‌ساختارها در پزشکی فعالیت می‌کند. در حال حاضر در زمینه تولید‌ محتوای زیست‌شناسی با فرادرس همکاری می‌کند.

نظر شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.