ระบบนิเวศ (Ecosystem)ห่วงโซ่อาหาร (Food chain)
การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ ล้วนมีความเกี่ยวข้องกันและสัมพันธ์กันทั้งพืชและสัตว์ เรียกว่า ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) แต่ละสิ่งมีชีวิตจึงมีระดับในระบบนิเวศที่ต่างกัน
ในระบบนิเวศมีสิ่งชีวิตหลายระดับ ซึ่งอาศัยอยู่รวมกันในแหล่งที่อยู่อาศัยแห่งใดแห่งหนึ่ง องค์ประกอบของระบบนิเวศประกอบไปด้วย 2 ระดับ คือ สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ซึ่งสิ่งไม่มีชีวิตได้แก่ น้ำ แสงแดด อุณหภูมิ ก๊าซต่าง ๆ ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศ ส่วนสิ่งที่มีชีวิตจะแบ่งออกเป็น 3 ระดับ คือ 1. ผู้ผลิต (Producer)
ผู้ผลิต คือ สิ่งมีชีวิตที่มีการสังเคราะห์อาหารขึ้นมาเองได้เพราะมีคลอโรฟิลล์ ได้แก่ พืชต่าง ๆ เช่น สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ต้นหญ้า ต้นถั่ว ต้นส้ม พืชเหล่านี้สามารถสร้างอาหารได้เองโดยอาศัยแสงอาทิตย์ ซึ่งจะผลิตน้ำตาลออกมากักเก็บไว้ในส่วนต่าง ๆ ของพืช สำหรับเขตป่าฝนจะมีระบบนิเวศที่ซับซ้อนมากเนื่องจากมีผู้ผลิตหลากหลายชนิด พื้นที่เขตป่าฝนทั่วโลกจึงมีการผลิตแก๊สออกซิเจนถึง 40 เปอร์เซ็นต์
2. ผู้บริโภค (Consumer)
ผู้บริโภค คือ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
2.1 สิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (Herbivore) เราเรียกสิ่งมีชีวิตนี้ว่า ผู้บริโภคอันดับ 1 เป็นสิ่งมีชีวิตที่กินผู้ผลิต สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มักจะเป็นเหยื่อเพราะถูกกินโดยผู้บริโภคอันดับอื่น ๆ เช่น หนู นก ม้า ช้าง กวาง ปลา แม้ว่าสัตว์กินพืชจะเป็นผู้บริโภคอันดับแรก แต่สัตว์เหล่านี้ก็ยังได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ โดยได้จากพืชที่สัตว์พวกนี้กินไป ซึ่งได้พลังงานเพียงแค่ 10 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมด ตามกฎ 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นกฎการถ่ายทอดพลังงานในสิ่งมีชีวิต
ภาพ : Pixabay
2.2 สิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์เป็นอาหาร (Carnivore) สัตว์เหล่านี้เป็นผู้ล่า เช่น สิงโต เสือ งู ไฮยีน่า หมาป่า ฉลาม เต่าทะเล
ภาพ : Pixabay
2.3 สิ่งมีชีวิตที่กินทั้งพืชและสัตว์เป็นอาหาร (Omnivore) เช่น มนุษย์
3. ผู้ย่อยสลาย (Decomposer)
เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีหน้าที่ย่อยสลายซากพืชซากสัตว์ต่าง ๆ เช่น รา (Fungi) แบคทีเรีย (Bacteria)
ในระบบนิเวศมีสิ่งชีวิตหลายระดับ ซึ่งอาศัยอยู่รวมกันในแหล่งที่อยู่อาศัยแห่งใดแห่งหนึ่ง องค์ประกอบของระบบนิเวศประกอบไปด้วย 2 ระดับ คือ สิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ซึ่งสิ่งไม่มีชีวิตได้แก่ น้ำ แสงแดด อุณหภูมิ ก๊าซต่าง ๆ ที่อยู่ในชั้นบรรยากาศ ส่วนสิ่งที่มีชีวิตจะแบ่งออกเป็น 3 ระดับ คือ 1. ผู้ผลิต (Producer)
ผู้ผลิต คือ สิ่งมีชีวิตที่มีการสังเคราะห์อาหารขึ้นมาเองได้เพราะมีคลอโรฟิลล์ ได้แก่ พืชต่าง ๆ เช่น สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน ต้นหญ้า ต้นถั่ว ต้นส้ม พืชเหล่านี้สามารถสร้างอาหารได้เองโดยอาศัยแสงอาทิตย์ ซึ่งจะผลิตน้ำตาลออกมากักเก็บไว้ในส่วนต่าง ๆ ของพืช สำหรับเขตป่าฝนจะมีระบบนิเวศที่ซับซ้อนมากเนื่องจากมีผู้ผลิตหลากหลายชนิด พื้นที่เขตป่าฝนทั่วโลกจึงมีการผลิตแก๊สออกซิเจนถึง 40 เปอร์เซ็นต์
2. ผู้บริโภค (Consumer)
ผู้บริโภค คือ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่ม คือ
2.1 สิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (Herbivore) เราเรียกสิ่งมีชีวิตนี้ว่า ผู้บริโภคอันดับ 1 เป็นสิ่งมีชีวิตที่กินผู้ผลิต สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มักจะเป็นเหยื่อเพราะถูกกินโดยผู้บริโภคอันดับอื่น ๆ เช่น หนู นก ม้า ช้าง กวาง ปลา แม้ว่าสัตว์กินพืชจะเป็นผู้บริโภคอันดับแรก แต่สัตว์เหล่านี้ก็ยังได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ โดยได้จากพืชที่สัตว์พวกนี้กินไป ซึ่งได้พลังงานเพียงแค่ 10 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมด ตามกฎ 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นกฎการถ่ายทอดพลังงานในสิ่งมีชีวิต
2.1 สิ่งมีชีวิตที่กินพืชเป็นอาหาร (Herbivore) เราเรียกสิ่งมีชีวิตนี้ว่า ผู้บริโภคอันดับ 1 เป็นสิ่งมีชีวิตที่กินผู้ผลิต สิ่งมีชีวิตเหล่านี้มักจะเป็นเหยื่อเพราะถูกกินโดยผู้บริโภคอันดับอื่น ๆ เช่น หนู นก ม้า ช้าง กวาง ปลา แม้ว่าสัตว์กินพืชจะเป็นผู้บริโภคอันดับแรก แต่สัตว์เหล่านี้ก็ยังได้รับพลังงานจากแสงอาทิตย์ โดยได้จากพืชที่สัตว์พวกนี้กินไป ซึ่งได้พลังงานเพียงแค่ 10 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานทั้งหมด ตามกฎ 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเป็นกฎการถ่ายทอดพลังงานในสิ่งมีชีวิต
2.2 สิ่งมีชีวิตที่กินสัตว์เป็นอาหาร (Carnivore) สัตว์เหล่านี้เป็นผู้ล่า เช่น สิงโต เสือ งู ไฮยีน่า หมาป่า ฉลาม เต่าทะเล
2.3 สิ่งมีชีวิตที่กินทั้งพืชและสัตว์เป็นอาหาร (Omnivore) เช่น มนุษย์
3. ผู้ย่อยสลาย (Decomposer)
เป็นสิ่งมีชีวิตที่มีหน้าที่ย่อยสลายซากพืชซากสัตว์ต่าง ๆ เช่น รา (Fungi) แบคทีเรีย (Bacteria)
ห่วงโซ่อาหาร (Food chain) คืออะไร
ภาพ : Shutterstock
ผู้ผลิตนั้นถือเป็นจุดแรกของห่วงโซ่อาหาร ต่อมาผู้บริโภคที่กินพืชจะถือได้ว่าเป็นผู้บริโภคอันดับ 1 ส่วนผู้บริโภคที่กินสัตว์ จะถือเป็นผู้บริโภคอันดับ 2 และมีผู้บริโภคอันดับ 3 ต่อไปเรื่อย ๆ ดังนั้น ห่วงโซ่อาหารก็คือ ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่มีการกินต่อกันเป็นทอด ๆ และมีการถ่ายทอดพลังงานต่อเนื่องกันของสิ่งมีชีวิต
ในการเขียนห่วงโซ่อาหาร จะเริ่มจากการเขียนผู้ผลิตเป็นอันดับ 1 โดยเขียนทางด้านซ้าย ตามด้วยผู้บริโภคลำดับต่าง ๆ ไปเรื่อย ๆ และมีการเขียนลูกศรถ่ายทอดพลังงานจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังสิ่งมีชีวิตหนึ่ง เช่น พืชเป็นผู้ผลิต ต่อมาหนูกินพืช หนูจึงเป็นผู้บริโภคอันดับ 1 และงูกินหนู งูจึงเป็นผู้บริโภคอันดับ 2 สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงมีการถ่ายทอดพลังงานต่อกันไปเรื่อย ๆ เป็นทอด ๆ
หากในระบบนิเวศมีห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่ สิ่งมีชีวิตสามารถเลือกกินได้หลากหลาย ดังนั้น ห่วงโซ่อาหารจึงมีความสัมพันธ์กันระหว่างห่วงโซ่อาหาร เราเรียกว่า สายใยอาหาร (Food web) เป็นการรวมห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่เข้าด้วยกัน (Complex food chain) โดยห่วงโซ่อาหารจะมีลักษณะเชื่อมโยงกันเป็นใยแมงมุม และการถ่ายทอดระหว่างสิ่งมีชีวิตเป็นไปได้หลายทาง
ภาพ : Shutterstock
ห่วงโซ่อาหารคือการถ่ายทอดพลังงานของสิ่งมีชีวิตเป็นทอด ๆ เป็นความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตที่มีการบริโภคต่อ ๆ กันจากผู้ผลิตสู่ผู้บริโภค ในห่วงโซ่อาหารประกอบไปด้วยทั้งผู้ผลิต ผู้บริโภค และผู้ย่อยสลาย
ผู้ผลิตนั้นถือเป็นจุดแรกของห่วงโซ่อาหาร ต่อมาผู้บริโภคที่กินพืชจะถือได้ว่าเป็นผู้บริโภคอันดับ 1 ส่วนผู้บริโภคที่กินสัตว์ จะถือเป็นผู้บริโภคอันดับ 2 และมีผู้บริโภคอันดับ 3 ต่อไปเรื่อย ๆ ดังนั้น ห่วงโซ่อาหารก็คือ ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศที่มีการกินต่อกันเป็นทอด ๆ และมีการถ่ายทอดพลังงานต่อเนื่องกันของสิ่งมีชีวิต
ในการเขียนห่วงโซ่อาหาร จะเริ่มจากการเขียนผู้ผลิตเป็นอันดับ 1 โดยเขียนทางด้านซ้าย ตามด้วยผู้บริโภคลำดับต่าง ๆ ไปเรื่อย ๆ และมีการเขียนลูกศรถ่ายทอดพลังงานจากสิ่งมีชีวิตหนึ่งไปยังสิ่งมีชีวิตหนึ่ง เช่น พืชเป็นผู้ผลิต ต่อมาหนูกินพืช หนูจึงเป็นผู้บริโภคอันดับ 1 และงูกินหนู งูจึงเป็นผู้บริโภคอันดับ 2 สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จึงมีการถ่ายทอดพลังงานต่อกันไปเรื่อย ๆ เป็นทอด ๆ
หากในระบบนิเวศมีห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่ สิ่งมีชีวิตสามารถเลือกกินได้หลากหลาย ดังนั้น ห่วงโซ่อาหารจึงมีความสัมพันธ์กันระหว่างห่วงโซ่อาหาร เราเรียกว่า สายใยอาหาร (Food web) เป็นการรวมห่วงโซ่อาหารหลายห่วงโซ่เข้าด้วยกัน (Complex food chain) โดยห่วงโซ่อาหารจะมีลักษณะเชื่อมโยงกันเป็นใยแมงมุม และการถ่ายทอดระหว่างสิ่งมีชีวิตเป็นไปได้หลายทาง
ในระบบนิเวศ สิ่งมีชีวิตที่ควรมีมากที่สุดก็คือ ผู้ผลิต สายใยอาหารจึงจะมีความสมดุลกัน แต่ถึงอย่างไรก็ตาม หากสิ่งมีชีวิตใดสิ่งมีชีวิตหนึ่งมีมากเกินไปหรือน้อยเกินไป อาจทำให้สมดุลของห่วงโซ่อาหารเปลี่ยนแปลงไป ซึ่งจะส่งผลต่อความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
ระบบนิเวศ
ระบบนิเวศ (Ecosystem)
ระบบนิเวศ(ecosystem) คือ ความสัมพันธ์ระหว่างกลุ่มสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม
โครงสร้างของระบบนิเวศ
ระบบนิเวศมีองค์ประกอบที่สำคัญ 2 ส่วน คือ
1. องค์ประกอบทางชีวภาพ(biological component) ได้แก่ สิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น พืช สัตว์ มนุษย์ เห็ด รา จุลินทรีย์ เป็นต้น
2. องค์ประกอบทางกายภาพ(physical component) ได้แก่ สิ่งไม่มีชีวิตในระบบนิเวศ เช่น ดิน น้ำ แสง อุณหภูมิ เป็นต้น
โครงสร้างของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศแบ่งออกเป็น 3 ระดับ (trophic levels) คือ
1. ผู้ผลิต(producer) ได้แก่พืช สาหร่าย โปรโตซัว เช่น ยูกลีน่า หรือเเบคทีเรียบางชนิด โดยมีบทบาทในการนำพลังงานจากแสงอาทิตย์มากระตุ้นสารอนินทรีย์บางชนิดให้อยู่ในรูปของสารอาหาร
2. ผู้บริโภค(consumer) ได้แก่ สัตว์ที่ดำรงชีวิตอยู่ได้ด้วยการกินสิ่งมีชีวิตอื่น ได้แก่
- ผู้บริโภคพืช (herbivore หรือ primary consumer) เช่น ช้าง ม้า โค กระบือ กระต่าย เป็นต้น
- ผู้บริโภคสัตว์ (carnivore หรือ secondary consumer) เช่น เสือ สิงโต เหยี่ยว งู เป็นต้น
- ผู้บริโภคทั้งสัตว์ทั้งพืช (omnivore) เช่น คน ไก่ ลิง เป็นต้น
3. ผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์(decomposer) ได้แก่ เห็ด รา แบคทีเรีย และจุลินทรีย์ต่างๆ ที่สามารถย่อยสลายซากพืช ซากสัตว์ หรือสารอินทรีย์ ให้เป็นสารอนินทรีย์พืชสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้
กระบวนการหลักสองอย่างของระบบนิเวศคือ การไหลของพลังงานและการหมุนเวียนของสารเคมี การไหลของพลังงาน (energy flow) เป็นการส่งผ่านของพลังงานในองค์ประกอบของระบบนิเวศ ส่วนการหมุนเวียนสารเคมี (chemical cycling) เป็นการใช้ประโยชน์และนำกลับมาใช้ใหม่ของแร่ธาตุภายในระบบนิเวศ อาทิเช่น คาร์บอน และ ไนโตรเจน
พลังงานที่ส่งมาถึงระบบนิเวศทั้งหลายอยู่ในรูปของแสงอาทิตย์ พืชและผู้ผลิตอื่นๆจะทำการเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมีในรูปของอาหารที่ให้พลังงานเช่นแป้งหรือคาร์โบไฮเดรต พลังงานจะไหลต่อไปยังสัตว์โดยการกินพืช และผู้ผลิตอื่นๆ ผู้ย่อยสลายสารที่สำคัญได้แก่ แบคทีเรียและฟังไจ (fungi)ในดินโดยได้รับพลังงานจากการย่อยสลายซากพืชและซากสัตว์รวมทั้งสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ที่ตายลงไป ในการใช้พลังงานเคมีเพื่อทำงาน สิ่งมีชีวิตจะปล่อยพลังงานความร้อนไปสู่บริเวณรอบๆตัว ดังนั้นพลังงานความร้อนนี้จึงไม่หวนกลับมาในระบบนิเวศได้อีก ในทางกลับกันการไหลของพลังงานผ่านระบบนิเวศ สารเคมีต่างๆสามารถนำกลับมาใช้ได้อีกระหว่าง สังคมของสิ่งมีชีวิตและสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต พืชและผู้ผลิตล้วนต้องการธาตุคาร์บอน ไนโตรเจน และแร่ธาตุอื่นๆในรูปอนินทรียสารจากอากาศ และดิน
การสังเคราะห์ด้วยแสง(photosynthesis)ได้รวมเอาธาตุเหล่านี้เข้าไว้ในสารประกอบอินทรีย์ อาทิเช่น คาร์โบไฮเดรต และโปรตีน สัตว์ต่างๆได้รับธาตุเหล่านี้โดยการกินสารอินทรีย์ เมแทบบอลิซึม (metabolism) ของทุกชีวิตเปลี่ยนสารเคมีบางส่วนกลับไปเป็นสารไม่มีชีวิตในสิ่งแวดล้อมในรูปของสารอนินทรีย์ การหายใจระดับเซลล์(respiration) เป็นการทำให้โมเลกุลของอินทรียสารแตกสลายออกเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ การหมุนเวียนของสารสำเร็จลงได้ด้วยจุลินทรีย์ที่ย่อยอินทรียสารที่ตายลงและของเสียเช่นอุจจาระ และเศษใบไม้ ผู้ย่อยสลายเหล่านี้จะกักเก็บเอาธาตุต่างๆไว้ในดิน ในน้ำ และในอากาศ ในรูปของ สารอนินทรีย์ ซึ่งพืชและผู้ผลิตสามารถนำมาสร้างเป็นสารอินทรีย์ได้อีกครั้ง หมุนเวียนกันไปเป็นวัฏจักร
