Замисляли ли сте се защо не можем да нахраним гладния свят? Това е сложен въпрос, но може да ви изненада да научите, че не е така, защото няма достатъчно храна; настоящият селскостопански капацитет, базиран на съвременните технологии, съществува за изхранване на 10 милиарда души. Населението на Земята е "само" около 7 милиарда. Големият въпрос всъщност е: Ако искаме да нахраним всички, какво би трябвало всеки да яде? За да отговорите на този въпрос, изтеглете тази електронна таблица на Excel и опитайте да включите някои номера.

Пример: Един декар зърнена култура може да се използва за хранене на добитък, а след това добитъкът да се използва за хранене на хора. Ако 50% от енергията се загуби за добитъка, бихте могли да нахраните два пъти повече хора, ако сте ги хранели директно със зърното. Друг начин да го разгледаме е, че ще отнеме само половин акър земя, за да се нахранят хората със зърно, но цял акър, ако захранвате зърното на говедата и добитъка на хората. Честа практика за по-бързо отглеждане на говеда е храненето им със смлени животински протеини. Това означава, че когато ядем месото от кравата, ние сме на висше или по-високо ниво. Загубата на енергия между трофичните нива също може да бъде дори по-висока. Последните проучвания показват само това

10% от енергията се превръща в биомаса от едно трофично ниво до следващото!

Хранителната верига: Отговорът е свързан с трофичните нива. Както вероятно знаете, организмите в основата на хранителната верига са фотосинтетични; растения на сушата и фитопланктон (водорасли) в океаните. Тези организми се наричат ​​производители и получават енергията си директно от слънчевата светлина и неорганичните хранителни вещества. Основните консуматори са организмите, които ядат производителите. Те са склонни да бъдат с малки размери и има много от тях. Основните консуматори са тревопасни (вегетарианци). Организмите, които ядат основните консуматори, са месоядни (месоядни) и се наричат ​​вторични консуматори. Вторичните потребители обикновено са по-големи и по-малко на брой. Това продължава, чак до върха на хранителната верига. Около 50% от енергията (вероятно до 90%) в храната се губи на всяко трофично ниво, когато се яде организъм, така че е по-малко ефективно да бъдеш потребител от по-висок порядък, отколкото основен потребител. Следователно енергийният трансфер от едно трофично ниво към следващото, нагоре по хранителната верига, е като пирамида; по-широка в основата и по-тясна в горната част. Поради тази неефективност има достатъчно храна само за няколко потребители от най-високо ниво, но има много храна за тревопасни животни по-надолу по хранителната верига. По-малко са потребителите, отколкото производителите.

които ядат

Сухоземни и водни енергийни пирамиди


Трофично ниво пустинен биом пасища биом езерце биом океан биом Продуцент (Фотосинтетичен) Основен потребител (тревопасно животно) Вторичен потребител (месоядни животни) Третичен потребител (месоядни животни) Кватернерен потребител (месоядни животни)
Кактус Трева Водорасли Фитопланктон
Пеперуда Скакалец Ларва на насекоми Зоопланктон
Гущер Мишка Minnow Риба
Змия Змия Жаба Тюлен
Roadrunner Ястреб Енот Акула

Хранителна мрежа: На всяко трофично ниво може да има много повече видове, отколкото е посочено в таблицата по-горе. Хранителните мрежи могат да бъдат много сложни. Наличността на храна може да варира сезонно или по време на деня. Организъм като мишка може да играе две роли, като понякога яде насекоми (превръщайки го във вторичен консуматор), но също така и яде директно върху растения (превръщайки го в основен консуматор). Хранителна мрежа за това кой яде в пустинния биом на Югозападна Америка може да изглежда по следния начин:

Основни видове: В някои хранителни мрежи има един критичен „ключов вид“, от който зависи цялата система. По същия начин, по който арката се срутва, когато се премахне ключовият камък, цяла хранителна верига може да се срути, ако има спад в основни видове. Често ключовият вид е хищник, който държи тревопасните животни под контрол и предотвратява прекомерното им консумиране на растенията, което води до масово отмиране. Когато премахнем най-добрите хищници като мечки гризли, китове косачки или вълци например, има доказателства, че това засяга не само плячката, но дори и физическата среда.

Apex Predators: Тези видове са на върха на хранителната верига и здравите възрастни нямат естествени хищници. В някои случаи младите и възрастните могат да бъдат жертви, но те обикновено се поддават на болести, глад, последиците от стареенето или някаква комбинация от тях. Те също страдат от конкуренция с хората, които често елиминират най-добрите хищници, за да имат изключителен достъп до плячката или чрез унищожаване на местообитанията, което е косвена форма на конкуренция.

Разложители: Когато организмите умират, те понякога се ядат от чистачи, но останалите тъкани се разграждат от гъбички и бактерии. По този начин хранителните вещества, които са били част от тялото, се връщат на дъното на трофичната пирамида.

Биоакумулация: Освен че е по-малко енергийно ефективно, храненето по-нагоре по хранителната верига крие и своите рискове. Пестицидите и тежките метали като живак, арсен и олово обикновено се консумират в малки количества от основните потребители. Тези токсини се съхраняват в мазнините на животното. Когато това животно е изядено от вторичен консуматор, тези токсини стават по-концентрирани, тъй като вторичните консуматори ядат много първични консуматори и често също живеят по-дълго. Мечовете и рибата тон са близо до върха на водната хранителна верига и когато ги ядем, консумираме всички токсини, които те са натрупали през целия си живот. Поради тази причина на бременните жени се препоръчва да не ядат тези храни. Решете математически следните задачи.

1. Като се има предвид: 10 милиарда души могат да бъдат хранени с основна вегетарианска диета, която е пълноценна в хранително отношение. Колко хора бихме могли да изхраним на американския стандарт - третично ниво на потребление (потребители от 3-ти ред?). 50% от енергията се губи от всяко по-високо ниво.

2. Ако в Съединените щати има 250 милиона души, повечето от тях се хранят на третично (3-то) ниво на консумация, колко хора бихме могли да изхраним на основно ниво?

3. Някои животни като акули са потребители от 5-ти ред! Акулите ядат риба тон, която яде скумрия, яде херинга, която яде копеподи, които ядат диатоми. Ако трябва да направим разумното предположение, че всяко от тези животни яде по 2 от плячката си всеки ден, колко организма са умрели, за да хранят акулата за един ден?