Tekst do ćwiczenia nr 7

W wyniku wybuchu w Czarnobylu ucierpieli nie tylko ludzie, większe zwierzęta i drzewa, ale i reducenci: owady, bakterie czy grzyby. Reducenci (zwani także destruentami) odpowiadają za rozkład martwej substancji organicznej, a ich niedomagania mogą zaburzyć cały ekosystem.

Badania w Czarnobylu prowadzimy od 1991 r. W tym czasie zauważyliśmy znaczącą akumulację ściółki –  podkreślają autorzy raportu z pisma Oecologia, tłumacząc, dlaczego zainspirowało ich to ostatnie studium obiegu materii. Co ważne, drzewa z tzw. Czerwonego Lasu nie ulegały rozkładowi nawet 15‑20 lat po katastrofie. Gdy pierwszy raz się na nie natknęliśmy, nie licząc paru mrówek, obumarłe pnie były w dużej mierze nietknięte. To było uderzające, zważywszy, że w lasach, gdzie mieszkam, przewrócone drzewa obracają się w większości w pył w ciągu zaledwie dekady leżenia na ziemi –  opowiada Timothy Mousseau, biolog z Uniwersytetu Południowej Karoliny.

Naukowcy mierzyli grubość ściółki w różnych częściach strefy wykluczenia i stwierdzili, że w rejonach najsilniejszego skażenia promieniowaniem warstwa liści była 2‑3-krotnie grubsza.

W dalszej części eksperymentu we wrześniu 2007 r. badacze zrobili 572 siatkowe torebki. Do środka włożono liście/igły jednego z czterech gatunków drzew z nieskażonego obszaru: dębu, klonu, brzozy lub sosny. Upewniano się, że w środku nie było żadnych owadów, a później w części paczuszek umieszczono dodatkową warstwę z rajstop (miało to zapobiegać dostawaniu się do środka dużych bezkręgowców). Następnie torebki rozrzucono w 20 punktach strefy wykluczenia (różnice w promieniowaniu tła wybranych lokalizacji były ponad 2600‑krotne). Po prawie roku paczuszki zebrano.

W rejonach bez promieniowania zniknęło 70‑90 proc. liści, lecz w miejscach z większym promieniowaniem pozostało ok. 60 proc. ich pierwotnej masy. Porównując torebki z siatki z wersjami pokrytymi rajstopami, akademicy zauważyli, że choć owady pełnią istotną rolę w rozkładzie, bakterie i grzyby są o wiele ważniejsze.[...] Promieniowanie hamuje bakteryjny rozkład liści ściółki – wyjaśnia Mousseau, dodając, że związki odżywcze nie są skutecznie zwracane do gleby, co może w pewnym stopniu tłumaczyć wolniejszy wzrost drzew wokół Czarnobyla.

Ponieważ torebki umieszczono w różnych warunkach ekologicznych i było ich dużo, naukowcy mogli statystycznie kontrolować inne czynniki, takie jak wilgotność, temperatura oraz typ gleby i lasu, wpływające na rozkład.

Indeks górny Źródło: Anna Błońska, Wybuch w Czarnobylu zaburzył rozkład materii organicznej, kopalniawiedzy.pl. Indeks górny koniec^{Źródło: Anna Błońska, Wybuch w Czarnobylu zaburzył rozkład materii organicznej, kopalniawiedzy.pl.}

31

Ćwiczenie 8

R1PPi0oLcduZQ

(Uzupełnij).

Korzystając z przedstawionej powyżej ilustracji oraz własnej wiedzy, wyjaśnij, co ogranicza liczbę poziomów troficznych w sieci pokarmowej.

---

R9nTjbXsMf0PE

Podstawą funkcjonowania przyrody jest energia światła słonecznego. Rośliny przekształcają w energię chemiczną zaledwie 1% energii światła, które dociera do ich powierzchni. Większość energii zmagazynowanej w związkach organicznych rośliny zużywają na swoje potrzeby życiowe, głównie oddychanie, syntezę potrzebnych związków organicznych, transport substancji. Żaden z procesów zachodzących w komórce nie przebiega ze stuprocentową wydajnością, dlatego duża część tej energii rozprasza się w otoczeniu. W efekcie tylko ułamek energii świetlnej, którą rośliny zaabsorbowały podczas fotosyntezy pozostaje zmagazynowany w wiązaniach chemicznych związków organicznych budujących ciało roślin. Zwierzęta roślinożerne nie zjadają roślin w całości. Z tego powodu trafia do nich jedynie część energii zmagazynowanej w masie roślinnej. Zużywają tę energię do podtrzymania własnych czynności życiowych, czemu, podobnie jak w przypadku roślin, towarzyszy rozpraszanie energii. Zwierzęta roślinożerne rosną i rozmnażają się, stając się dla konsumentów drugiego rzędu magazynem materii i energii. Konsumenci drugiego rzędu wykorzystują od dziesięciu do dwudziestu energii zgromadzonej przez roślinożerców. Na każdym poziomie troficznym energii jest coraz mniej, więc tworzące dany poziom organizmy mogą wyżywić coraz mniejszą liczbę konsumentów. To wyjaśnia, dlaczego większość łańcuchów w ekosystemach składa się zaledwie z kilku ogniw. Do ostatniego poziomu troficznego, czyli poziomu destruentów, trafia energia obecna w szczątkach martwych organizmów i odchodach, zwłaszcza w niestrawnych częściach ciała, takich jak pióra, kości, rogi. Na każdym poziomie pokarmowym większość przyswojonej energii zostaje rozproszona i stracona. Szacuje się, że każdy kolejny poziom troficzny ma do dyspozycji mniej energii niż poziom poprzedni. Oznacza to, że energia przepływa przez ekosystem, w którym zostaje wykorzystana i rozproszona. Schemat ma kształt piramidy schodkowej.

Wskazówki i klucze odpowiedzi

Pokaż podpowiedź

Zwróć uwagę na przepływ energii między kolejnymi poziomami troficznymi.

Pokaż odpowiedź

Każdy organizm traci pewną część energii na własne procesy życiowe. Im więcej poziomów troficznych w danym ekosystemie/sieci pokarmowej, tym różnica między energią przyswojoną przez pierwszy i ostatni poziom troficzny jest większa. Jest to bezpośrednią przyczyną ograniczenia liczby poziomów troficznych w każdym ekosystemie/sieci pokarmowej.

3

Ćwiczenie 8

R19TyAIJS5FI2

Korzystając z własnej wiedzy, wyjaśnij, co ogranicza liczbę poziomów troficznych w sieci pokarmowej. (Uzupełnij).