Tengeri táplálékhálók és trofikus dinamika

A fitoplankton által megkötött energia felfelé áramlik a legelőkön, ragadozókon és lebontókon keresztül olyan hálózatokban, amelyek szerkezete – és a mikrobák meglepő fontossága bennük – szabályozza az egész óceán produktivitását.

Definition

A tengeri táplálékhálók azok a táplálkozási kapcsolatok hálózatai, amelyek az energiát és a tápanyagokat mozgatják az óceáni élőlények között; a trofikus dinamika azt írja le, hogyan kerül át, alakul át és vész el a produkció, ahogy ezeken a szinteken áthalad.

Scope

Ez a téma a trofikus szintek közötti energia- és anyagátadást, a fitoplanktonoktól a halakig terjedő klasszikus legelő táplálékláncot, az oldott szerves anyagokat újrahasznosító mikrobiális hurkot, a trofikus átadás hatékonyságát, valamint a tengeri közösségek szerkezetét alakító szabályozó tényezőket (alulról felfelé és felülről lefelé ható) tárgyalja.

Core questions

• Milyen hatékonyan adódik át az energia egyik trofikus szintről a következőre a tengerben?
• Mi a mikrobiális hurok, és hogyan módosítja a klasszikus táplálékláncot?
• Hogyan alakítja együttesen az alulról felfelé ható tápanyagellátás és a felülről lefelé ható ragadozás a tengeri közösségeket?
• Hogyan befolyásolja a táplálékhálózat szerkezete a halászati hozamokat és az ökoszisztéma stabilitását?

Key theories

Trofikus átadási hatékonyság

Az egyik trofikus szinten lévő energia csak kis része adódik át a következőre, így a produktív felfelé áramló régiók rövid táplálékláncai sokkal nagyobb halászatot támogatnak, mint a nyílt óceán hosszú láncai.

A mikrobiális hurok

A baktériumok oldott szerves anyagokat fogyasztanak, és protozoonok legelik őket, ezzel szenet és tápanyagokat juttatva vissza a táplálékhálózatba, felfedve egy jelentős útvonalat, amelyet a klasszikus legelő lánc figyelmen kívül hagyott.

Mechanisms

A fitoplanktonokat zooplanktonok legelik, amelyeket nagyobb állatok esznek meg, nagyjából egy nagyságrendi energiaveszteséggel minden lépésben a légzés és a salakanyagok révén. Ezzel párhuzamosan a mikrobiális hurok az oldott szerves anyagokat baktériumokon és protozoonokon keresztül vezeti vissza a hálózatba, és ezen útvonalak relatív fontossága a tápanyagellátástól és a plankton méretstruktúrájától függ.

Clinical relevance

A táplálékhálózat szerkezete határozza meg, hogy az elsődleges produkció hogyan alakul át halászható hallá, hogyan biomagnifikálódnak a szennyező anyagok, például a higany a csúcsragadozók felé, és hogyan reagálnak az ökoszisztémák a túlhalászásra és az éghajlat által vezérelt változásokra a planktonközösségekben.

History

Lindeman trofikus-dinamikai energiaáramlási koncepciója (1942) kvantitatívan keretezte a táplálékhálózatokat; az óceánban Pomeroy, majd Azam és kollégái az 1970-es évek végén és 1983-ban létrehozták a mikrobiális hurkot, alapvetően felülvizsgálva a tengeri energia- és szénáramlásról alkotott nézetet.

Key figures

• Lawrence Pomeroy
• Farooq Azam
• John Steele

Seminal works

• millerWheeler2012
• azam1983

Frequently asked questions

Miért van olyan kevés nagy ragadozó a nyílt óceánban?

Mivel az egyes trofikus szinteken lévő energia mindössze körülbelül tizede jut át a következőre, a hosszú nyílt óceáni táplálékláncok kevés energiát hagynak a csúcsragadozóknak, amelyek ezért viszonylag ritkák.

Mi a mikrobiális hurok?

Ez az az útvonal, amelyen a baktériumok felveszik más szervezetek által kibocsátott oldott szerves anyagokat, majd apró protozoonok fogyasztják el őket, ezzel szenet és tápanyagokat juttatva vissza a tengeri táplálékhálózatba.