ห่วงโซ่อาหาร

ชีวิตบนห่วงโซ่มื้ออาหาร

คุณเคยสงสัยไหมว่าทำไมเราถึงไม่สามารถให้อาหารแก่โลกที่กำลังหิวโหยได้? เป็นปัญหาที่สิ่งอำนวยความสะดวก ยังอาจทำให้คุณประหลาดใจที่เข้าใจว่าไม่แน่นอนเพราะมีอาหารไม่เหมาะสม กำลังการผลิตทางการเกษตรในปัจจุบันที่ใช้ประโยชน์จากนวัตกรรมในปัจจุบั{นม}ีเก็บเพื่อเลี้ยงคนมากถึง 10,000 ล้านคน ประชากรโลกมี “ง่าย” ทำนายไว้ 7 พันล้านคน คำถามใหญ่คือ: ถ้าเราอยากให้ทุกคนกิน ทุกคนจะต้องกินอะไร? ในการตอบคำถามนั้น ส่งมอบดาวน์โหลดสเปรดชีต excel นี้แล้วลองเสียบตัวเลข

โอกาส: ข้าวไร่หนึ่งเอเคอร์ใช้ประโยชน์จากเลี้ยงโคได้ แล้วโคก็เอาไปเลี้ยงคนได้ ถ้าวัวควายสูญเสียพลังงานไป 50% คุณสามารถให้อาหารคนได้มากเป็น 2 ใส่่าหากคุณให้อาหารพวกมันโดยตรง อีกวิธีหนึ่งในการมองก็คือว่าจะใช้ที่ดินเพียงครึ่งเอเคอร์เพื่อป้อนข้าวให้กับผู้รายบุคคล ยังจะใช้ที่ตั้งทั้งหมดถ้าคุณป้อนข้าวให้กับปศุสิ่งมีชีวิตและปศุสิ่งมีชีวิตให้กับผู้รายบุคคล เข้าใกล้มีประโยชน์ทั่วไปในการเลี้ยงโคให้เร็วขึ้นคือการป้อนโปรตีนจากสัตว์บดให้พวกมันกิน หมายความว่าเวลาเรากินเนื้อวัวนั้นอยู่ในระดับตติยภูมิขึ้นไป การสูญเสียพลังงานระหว่างระดับโภชนาการอาจสูงขึ้นด้วย การศึกษาล่าสุดชี้ส่งมอบเห็นว่าพลังงานเพียง ~ 10% ใส่่านั้นที่แปรงกเปลี่ยนเป็นชีวมวลจากระดับโภชนาการหนึ่งไปสู่ระดับถัดไป!

ห่วงโซ่อาหาร: คำตอบเกี่ยวข้องกับระดับโภชนาการ อย่างที่คุณอาจทราบ สิ่งมีชีวิตที่เก็บฐานของห่วงโซ่อาหารนั้นสังเคราะห์ด้วยแสง พืชบนบกและแพลงก์ตอนพืช (สาหร่าย) ในมหาสมุทร สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เรียกว่าผู้สร้าง และพวกมันได้รับพลังงานโดยตรงจากแสงแดดและสารอาหารอนินทรีย์ สิ่งมีชีวิตที่กินผู้ผลกระทบิตเป็นผู้บริโภคหลัก พวกเขามักจะมีขนาดเล็กและมีทั้งล็อต ผู้บริโภคหลักคือสัตว์กินพืช (มังสวิรัติ) สิ่งมีชีวิตที่กินผู้บริโภคหลักคือสัตว์กินเนื้อ (สิ่งมีชีวิตกินเนื้อ) และเรียกว่าผู้บริโภคลำดับที่2 ผู้บริโภครองมีแนวโน้มที่จะมีขนาดใหญ่ขึ้นและมีจำนวนน้อยลง สิ่งนี้ดำเนินต่อไป ไปจนถึงด้านบนสุดของห่วงโซ่มื้ออาหาร ทำนายไว้ 50% ของพลังงาน (อาจมากถึง 90%) ในอาหารจะสูญเสียไปในแต่ละระดับโภชนาการเมื่อสิ่งมีชีวิตถูกกิน ดังนั้นการเป็นผู้บริโภคลำดับที่สูงกว่าจึงมีประสิทธิภาพน้อยกว่าผู้บริโภคหลัก ดังนั้นการถ่ายเทพลังงานจากระดับโภชนาการหนึ่งไปยังระดับถัดไป ห่วงโซ่อาหารจึงเปรียบเสมือนพีระมิด กว้างขึ้นที่ฐานและแคบลงที่ชั้นนำ เนื่องจากความไร้ประสิทธิภาพนี้ จึงมีอาหารเพียงพอสำหรับผู้บริโภคระดับบนเพียงไม่กี่รายบุคคล ยังมีแน่นอนอาหารมากมายสำหรับสัตว์กินพืชที่เก็บล่างสุดของห่วงโซ่มื้ออาหาร มีแน่นอนผู้บริโภคน้อยกว่าผู้สร้าง

พีระมิดพลังงานบนบกและในน้ำ

ระดับโภชนาการ	ไบโอมทะเลทราย	ทุ่งหญ้า Biome	ไบโอมบ่อน้ำ	โอเชียนไบโอม
โปรดิวเซอร์ (สังเคราะห์แสงสว่าง)	กระบองเพชร	ลาน	สาหร่าย	แพลงก์ตอนพืช
ผู้บริโภคหลัก (สิ่งมีชีวิตกินพืช)	ผีเสื้อยืด	ตั๊กแตน	ตัวอ่อนแมลง	แพลงตอนสัตว์
ผู้บริโภครอง (สิ่งมีชีวิตกินเนื้อ)	กิ้งก่า	หนู	สร้อย	ปลา
ผู้บริโภคระดับตติยภูมิ (สิ่งมีชีวิตกินเนื้อ)	งู	งู	กบ	ผนึก
ผู้บริโภคสี่เซ็กเมนต์ (สิ่งมีชีวิตกินเนื้อ)	โรดรันเนอร์	เหยี่ยว	แรคคูน	ปลาฉลาม

เว็บอาหาร: ในแต่ละระดับอาหารอาจมีหลายชนิดมากกว่าที่ชี้ให้เห็นไว้ในตารางด้านบน ใยอาหารอาจซับซ้อนมาก ความพร้อมของอาหารอาจแตกต่างกันไปตามฤดูกาลหรือตามช่วงเวลาของวัน สิ่งมีชีวิตเช่นหนูอาจมีบทบาทสองอย่าง คือ กินแมลงเป็นบางครั้ง (ทำให้เป็นผู้บริโภคลำดับที่2) ยังก็กินพืชโดยตรงด้วย (ทำให้เป็นผู้บริโภคหลัก) ใยอาหารของ ใครกินใคร ในชีวนิเวศทะเลทรายทางตะวันตกเฉียงใต้ของอเมริกาอาจมีลักษณะดังนี้:

แหล่งที่มาของรูปภาพ: http://iqa.evergreenps.org/science/biology/ecosystem_files/food-web.jpg

พันธุ์คีสโตน: ในบางสายใยอาหาร มี “พันธุ์สาขาวิชา” ที่สำคัญชนิดหนึ่งซึ่งทั้งระบบขึ้นอยู่พร้อมด้วย ในทำนองเดียวกับที่ส่วนโค้งพังทลายลงเมื่อหินหลักถูกนำออก ห่วงโซ่อาหารทั้งหมดสามารถพังทลายลงได้หากสายพันธุ์ของหินหลักลดลง บ่อยครั้งที่สปีชีส์หลักเป็นสัตว์นักล่าที่คอยควบคุมสัตว์กินพืช และป้องกันไม่ส่งมอบพวกมันกินพืชมากเกินไป ซึ่งนำไปสู่การตายจำนวนมาก เมื่อเรากำจัดผู้ล่าอันดับต้น ๆ เช่น หมีกริซลี วาฬออก้า หรือหมาป่า มีแน่นอนหลักฐานว่าไม่ได้ส่งผลกระทบต่อสายพันธุ์เหยื่อเท่านั้น ยังรวมถึงสภาพแวดล้อมทางกายภาพด้วย

เอเพ็กซ์พรีเดเตอร์: พันธุ์เหล่านี้เก็บบนสุดของห่วงโซ่อาหารและตัวเต็มวัยที่แข็งแรงไม่มีแน่นอนผู้ล่าตามธรรมชาติ ในบางกรณีเด็กและผู้กว้างขวางอาจตกเป็นเหยื่อ ยังโดยทั่วไปแล้วพวกเขาจะยอมจำนนต่อโรคภัยไข้ได้รับบาดเจ็บ ความหิวโหย ผลกระทบของความชราภาพ หรือการผสมผสานบางอย่างเข้าด้วยกัน ยิ่งไปกว่านั้นยังต้องทนทุกข์ทรมานจากการแข่งขันกับมนุษย์ ซึ่งมักจะกำจัดผู้ล่าอันดับต้น ๆ เพื่อให้เข้าถึงสายพันธุ์เหยื่อโดยเฉพาะ หรือผ่านการทำลายที่เก็บอาศัยซึ่งเป็นรูปแบบการแข่งขันทางอ้อม

ตัวย่อยสลาย: เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย บางครั้งพวกมันจะถูกกินโดยสัตว์กินของเน่า ยังเนื้อเยื่อที่เหลือจะถูกย่อยสลายโดยเชื้อราและแบคทีเรีย ด้วยวิธีนี้สารอาหารที่เป็นส่วนหนึ่งของร่างกายจะถูกส่งกลับไปที่ด้านล่างของปิรามิดโภชนาการ

การสะสมทางชีวภาพ: นอกจากจะใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพน้อยลงแล้ว การกินอาหารที่เก็บสูงขึ้นไปในห่วงโซ่อาหารยังมีความเสี่ยงอีดัน้วย สารกำจัดศัตรูพืชและโลหะหนัก เช่น ปรอท สารหนู และตะกั่วมักจะถูกบริโภคในปริมาณเล็กน้อยโดยผู้บริโภคหลัก สารพิษเหล่านี้สะสมอยู่ในไขมันของสัตว์ เมื่อสัตว์อุบัติเหตุิดนี้แปรงกกินโดยผู้บริโภคลำดับที่2 สารพิษเหล่านี้จะมีความเข้มข้นมากขึ้นเนื่องจากผู้บริโภคลำดับที่สองกินผู้บริโภคหลักจำนวนมาก และมักจะมีแก่ตัวลงยืนยาวขึ้นด้วย ปลากระโทงดาบและปลาทูน่าอยู่ใกล้จุดสูงสุดของห่วงโซ่อาหารสัตว์น้ำ และเมื่อเรากินเข้าไป เรากำลังบริโภคสารพิษทั้งหมดที่พวกมันสะสมมาตลอดชีวิต ด้วยเหตุผลนี้ สตรีมีแน่นอนครรภ์ไม่แน่นอนควรรับประทานอาหารเหล่านี้

---

จัดการกับปัญหาต่อไปนี้ทางคณิตศาสตร์

1. ส่งมอบไว้: ผู้รายบุคคล 1 หมื่นล้านคนสามารถได้รับอาหารมังสวิรัติพื้นฐานที่มีแน่นอนสารอาหารครบถ้วน เราสามารถให้อาหารได้กี่คนตามมาตรฐานอเมริห่างกัน – ระดับการบริโภคระดับอุดมศึกษา (ผู้บริโภคลำดับที่ 3?) 50% ของพลังงานจะสูญเสียไปในแต่ละระดับที่สูงขึ้น

2. ถ้ามีรายบุคคล 250 ล้านคนในสหรัฐอเมริกาซึ่งส่วนใหญ่รับประทานอาหารในระดับตติยภูมิ (ที่ 3) เราจะเลี้ยงคนในระดับประถมศึกษาได้กี่รายบุคคล

3. สิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น ฉลาม เป็นผู้บริโภคลำดับที่ 5! ฉลามกินปลาทูน่าที่กินปลาแมคเคอเรลที่กินแฮร์ริ่งที่กินโคพีพอดที่กินไดอะตอม หากเราตั้งสมมติฐานที่สมเหตุสมผลว่าสัตว์เหล่านี้ยังละตัวกินเหยื่อวันละ 2 ตัว สิ่งมีชีวิตกี่ตัวที่ตายเพื่อเป็นอาหารให้ฉลามในหนึ่งวัน