Wat is de wet van ecologische tienden of 10%?

de wet van ecologische tienden, ecologische wet of van 10% het verhoogt de manier waarop energie reist in zijn afleiding door de verschillende trofische niveaus. Er wordt ook vaak gezegd dat deze wet eenvoudigweg een rechtstreeks gevolg is van de tweede wet van de thermodynamica.

De ecologische energie is een onderdeel van de ecologie die zich bezighoudt met het kwantificeren van de relaties die we hierboven hebben geschetst. Er wordt van uitgegaan dat Raymond Lindemann (specifiek in zijn baanbrekende werk van 1942) degene was die de basis van dit studiegebied vestigde..

Zijn werk concentreerde zich op de concepten van keten en trofisch netwerk, en op de kwantificering van efficiëntie in de overdracht van energie tussen de verschillende trofische niveaus.

Lindemann gedeelte van de invallende zonnestraling of energie ontvangt een gemeenschap, door het vastleggen van planten door fotosynthese en blijft het opvangorgaan en toediening aan herbivoren (primaire consumenten) controleren, vervolgens carnivoren (secundaire consumenten ) en uiteindelijk door decomposers.

index

• 1 Wat is de wet van de ecologische tiende??
• 2 niveaus van organisatie
• 3 Trofische niveaus
• 4 Fundamentele concepten
  • 4.1 Grof en netto primaire productiviteit
  • 4.2 Secundaire productiviteit
• 5 Transferefficiëntie en energieroutes
  • 5.1 Efficiëntiecategorieën voor energieoverdracht
• 6 Wereldwijde transferefficiëntie
• 7 Waar gaat de verloren energie naartoe??
• 8 Referenties

Wat is de wet van de ecologische tiende??

Na het baanbrekende werk van Lindemann werd aangenomen dat de trofische transferrendementen ongeveer 10% waren; sommige ecologen verwezen zelfs naar een wet van 10%. Sindsdien zijn er echter meerdere verwarringen over dit probleem ontstaan.

Zeker, er is geen natuurwet die precies tot gevolg heeft dat een tiende van de energie die een trofisch niveau binnenkomt, degene is die wordt overgedragen naar de volgende.

Een compilatie van trofische studies (in zee- en zoetwateromgevingen) toonde bijvoorbeeld aan dat transferefficiëntie op trofisch niveau varieerde tussen ongeveer 2 en 24%, hoewel het gemiddelde 10,13% was.

Als algemene regel, van toepassing op zowel aquatische als terrestrische systemen, kan worden gezegd dat de secundaire productiviteit van herbivoren gewoonlijk ongeveer een orde van grootte lager ligt dan de primaire productiviteit waarop het zit..

Dit is vaak een consistente relatie die wordt gehandhaafd in alle foerageerinstallaties en die meestal gebeurt in structuren van het piramidale type, waarbij de basis wordt bijgedragen door de planten en op basis hiervan is een kleinere gebaseerd op de primaire verbruikers, waarop nog een beurt (kleiner nog) van secundaire consumenten zit.

Niveaus van organisatie

Alle levende wezens hebben materie en energie nodig; materie voor de constructie van hun lichaam en energie om hun vitale functies uit te voeren. Deze vereiste is niet beperkt tot een individueel organisme, maar wordt uitgebreid tot hogere niveaus van biologische organisatie die deze individuen kunnen conformeren.

Deze organisatieniveaus zijn:

• een biologische populatie: organismen van dezelfde soort die in hetzelfde specifieke gebied leven.
• een biologische gemeenschap: verzameling van organismen van verschillende soorten of populaties, wonend in een specifiek gebied en wisselwerking via voedsel of trofische relaties).
• een ecosysteem: het meest complexe niveau van biologische organisatie, gevormd door een gemeenschap gerelateerd aan zijn abiotische omgeving - water, zonlicht, klimaat en andere factoren-, waarmee het interageert.

Trofische niveaus

In een ecosysteem leggen de gemeenschap en de omgeving stromen van energie en materie vast.

De organismen van een ecosysteem worden gegroepeerd volgens een "rol" of "functie" die zij vervullen in de voedings- of trofische ketens; dit is hoe we het hebben over de trofische niveaus van producenten, consumenten en decomposers.

Op hun beurt hebben al deze trofische niveaus interactie met de fysisch-chemische omgeving die de voorwaarden voor het leven biedt en tegelijkertijd fungeert als bron en afvoer van energie en materie.

Fundamentele concepten

Grof en netto primaire productiviteit

Eerst moeten we de primaire productiviteit definiëren, wat de snelheid is waarmee biomassa per oppervlakte-eenheid wordt geproduceerd.

Het wordt meestal uitgedrukt in eenheden energie (Joule per vierkante meter per dag), of in eenheden van droge organische stof (kilogram per hectare en per jaar), of als koolstof (massa koolstof in kg per vierkante meter per jaar).

Over het algemeen noemen we het meestal ruwe primaire productiviteit (PPG) als we verwijzen naar alle energie die door fotosynthese is gefixeerd.

Hiervan wordt een deel besteed aan de ademhaling van de autotrofen zelf (RA) en gaat verloren in de vorm van warmte. De netto primaire productie (PPN) wordt verkregen door dit bedrag af te trekken van de PPG (PPN = PPG-RA).

Deze netto primaire productie (PPN) is wat uiteindelijk beschikbaar is voor consumptie door heterotrofen (dit zijn bacteriën, schimmels en andere dieren die we kennen).

Secundaire productiviteit

Secundaire productiviteit (PS) wordt gedefinieerd als de snelheid van productie van nieuwe biomassa door heterotrofe organismen. In tegenstelling tot planten, heterotrofe bacteriën, schimmels en dieren, kunnen ze de complexe, energierijke verbindingen die ze nodig hebben niet maken met eenvoudige moleculen..

Ze halen hun materie en energie altijd uit planten, die ze direct kunnen doen door plantaardig materiaal te consumeren of indirect door zich te voeden met andere heterotrofen.

Het is op deze manier dat fotosynthetische planten of organismen in het algemeen (ook producenten genoemd) het eerste trofische niveau in een gemeenschap vormen; de primaire consumenten (zij die zich voeden met de producenten) vormen het tweede trofische niveau en de secundaire consumenten (ook wel carnivoren genoemd) vormen het derde niveau.

Overdracht van efficiëntie en energieroutes

De verhoudingen van de netto primaire productie stroomt langs elk van de potentiële energiebanen uiteindelijk afhangen efficiëntie dragen, namelijk de manier waarop energie wordt gebruikt en van het ene niveau naar anders.

Categorieën energieoverdrachtscategorieën

Er zijn drie categorieën van energieoverdrachtsefficiëntie en met deze goed gedefinieerd, kunnen we het patroon van energiestromen op trofische niveaus voorspellen. Deze categorieën zijn: de efficiëntie van consumptie (EC), de efficiëntie van assimilatie (EA) en de efficiëntie van de productie (EP).

Laten we nu deze drie genoemde categorieën definiëren.

Wiskundig kunnen we de efficiëntie van consumptie (EC) op de volgende manier definiëren:

EC =ik_n/P_n-1 × 100

Waar we kunnen zien dat de CE een percentage is van de totale beschikbare productiviteit (P_n-1) die effectief wordt ingenomen door het bovenste aangrenzende trofische compartiment (ik_n).

Voor primaire consumenten in het beweidingssysteem is de EC bijvoorbeeld het percentage (uitgedrukt in eenheden energie en per tijdseenheid) van het PPN dat wordt geconsumeerd door herbivoren.

Als we zouden verwijzen naar de secundaire consumenten, zou dit equivalent zijn aan het percentage van de productiviteit van herbivoren, geconsumeerd door de carnivoren. De rest sterft zonder gegeten te worden en komt in de ontbindingsketen.

Aan de andere kant wordt de efficiëntie van assimilatie als volgt uitgedrukt:

EA =Een_n/ik_n × 100

We verwijzen opnieuw naar een percentage, maar deze keer naar het deel van de energie dat uit het voedsel komt en dat door een consument in een trofisch compartiment wordt ingenomen (ik_n) en dat wordt geassimileerd door het spijsverteringsstelsel (Een_n).

Deze energie zal beschikbaar zijn voor groei en voor de uitvoering van werk. Het overblijfsel (het niet-geassimileerde deel) gaat verloren in de uitwerpselen en komt dan in het trofische niveau van de ontbinders.

Ten slotte wordt de productie-efficiëntie (PE) uitgedrukt als:

EP = P_n/ A_n × 100

wat ook een percentage is, maar in dit geval verwijzen we naar de geassimileerde energie (Een_n) die uiteindelijk wordt opgenomen in nieuwe biomassa (P_n). Alle niet-geassimileerde energetische restanten gaan verloren tijdens de ademhaling in de vorm van warmte.

Producten zoals secreties en / of uitscheidingen (rijk aan energie), die hebben deelgenomen aan metabolische processen, kunnen worden beschouwd als productie, P_n, en ze zijn beschikbaar, als lijken, voor ontbinders.

Wereldwijde transferefficiëntie

Nadat we deze drie belangrijke categorieën hebben gedefinieerd, kunnen we ons nu afvragen wat de "globale transferefficiëntie" is van het ene trofische niveau naar het volgende, simpelweg gegeven door het product van de eerder genoemde efficiënties (EC x EA x EP).

Uitdrukkelijk uitgedrukt, kunnen we zeggen dat de efficiëntie van een niveau wordt gegeven door wat effectief kan worden ingenomen, dat vervolgens wordt geassimileerd en uiteindelijk wordt opgenomen in nieuwe biomassa.

Waar gaat de verloren energie naartoe??

De productiviteit van herbivoren is altijd lager dan die van de planten waaraan ze zich voeden. We kunnen het dan vragen: Waar gaat de verloren energie naartoe??

Om deze vraag te beantwoorden, moeten we de aandacht vestigen op de volgende feiten:

1. Niet alle biomassa van de planten wordt geconsumeerd door de herbivoren, aangezien veel ervan sterft en het trofische niveau van ontbindingsmiddelen binnendringt (bacteriën, schimmels en de rest van detritivoren).
2. Niet alle biomassa die wordt geconsumeerd door de herbivoren, noch die van de herbivoren die op hun beurt worden geconsumeerd door de carnivoren, wordt geassimileerd en is beschikbaar om te worden opgenomen in de biomassa van de consument; een deel gaat verloren met de ontlasting en op deze manier gaat het over naar de ontbinders.
3. Niet alle energie die geassimileerd wordt, wordt zelfs biomassa, omdat tijdens de ademhaling een deel verloren gaat in de vorm van warmte..

Dit gebeurt om twee basisredenen: ten eerste omdat er geen energieconversieproces is dat 100% efficiënt is. Dat wil zeggen, er is altijd een verlies in de vorm van warmte in de conversie, wat in perfecte harmonie is met de Tweede Wet van de Thermodynamica.

Ten tweede, omdat dieren werk moeten doen, wat energieverbruik vereist en op zijn beurt nieuwe verliezen met zich meebrengt in de vorm van warmte.

Deze patronen komen voor op alle trofische niveaus, en zoals voorspeld door de Tweede Wet van de Thermodynamica, verdwijnt een deel van de energie die van het ene niveau naar het andere wordt overgebracht altijd in de vorm van onbruikbare warmte.

referenties

1. Caswell, H. (2005). Food Webs: van connectiviteit tot energetica. (H. Caswell, red.). Vooruitgang in ecologisch onderzoek (Deel 36). Elsevier Ltd. pp. 209.
2. Curtis, H. et al. (2008). Biology. 7e editie. Buenos Aires-Argentinië: Redactioneel Medica Panamericana. pp. 1160.
3. Kitching, R. L. (2000). Voedselwebsites en containerhabitats: de natuurlijke geschiedenis en ecologie van phytotelmata. Cambridge University Press. pp. 447.
4. Lindemann, R.L. (1942). Het trofisch-dynamische aspect van ecologie. ecologie, 23, 399-418.
5. Pascual, M. en Dunne, J.A. (2006). Ecologische netwerken: structuur koppelen aan dynamiek in Food Webs. (M. Pascual & J.A. Dunne, red.) Santa Fe Institute Studies in de Sciences of Complexity. Oxford University Press. pp. 405.