تنقص الطاقة كلما ارتفعنا في هرم الطاقة

تنقص الطاقة كلما ارتفعنا في هرم الطاقة .

بسبب أن الطاقة تفقد حرارتها الاستقلابية وذلك عندما تُستهلك تلك الحرارة من الكائنات الحية من مستوى غذائي إلى مستوى غذائي آخر

،

وبالتالي تدفق نمو الطاقة يتناقص مع نمو الهرم، وهذا يفسر أنه إذا زاد قاع الهرم زاد الباقي.

يوضح شكل هرم الطاقة كيفية تتناقص كمية الطاقة المفيدة التي يتم إدخالها في كل مستوى من مستويات الطاقة، بشكل عام نجد أن الطاقة الكيميائية تدخل في شكل طعام، وذلك يرجع إلى استخدامها من قِبل الكائنات الحية في هذا المستوى، فنجد أن العملية تتم من خلال تنفس الخلايا والتي تتم هي أيضًا من خلال حرق الطعام من أجل الحصول على الطاقة، وبتلك النتيجة ينتج ATP الذي يعمل على تخزين الطاقة والحرارة، فيتم استخدام ATP للعديد من العمليات الحيوية بما أنه مخزن للطاقة، ولكن نجد أن الطاقة الفعلية المختزنة هي الطعام المتاح للمستوى التالي وهنا تكون قليلة جدًا عن المستويات السابقة، وعلى حسب دراسة العلماء وجدوا أن متوسط 9 % من الطاقة التي تدخل في السلسلة الغذائية لا يتغير نمطها وبالتالي نجد أن المستهلكين من الكائنات الحية الموجودين في الجزء العلوي من الهرم، يملكون طاقة أقل من المستويات الأدنى وذلك يرجع إلى قلة عددهم، ففي النهاية لا يمكن أن تفيد الطاقة المتبقية مستويات آخرى، وذلك لأن تدفق الطاقة ينبعث على شكل هرم. [1]

الهرم البيئي

هرم الطاقة أو كما يُسمى بالهرم البيئي هو

عبارة عن نموذج يقوم بتوضيح تدفق الطاقة من المستويات الأدنى إلى المستويات الأعلى، والنموذج عبارة عن رسم بياني يقوم بمقارنة الطاقة التي تستخدمها الكائنات الحية في كل مستوى من المستويات الغذائية للهرم، يتم تشبية هرم الطاقة بالكتلة الحيوية وتقاس الطاقة فيه بوحدة السعرات الحرارية، ينقسم هرم الطاقة إلى عدة مستويات غذائية مشابهة للمستويات الموجودة في السلسلة الغذائية، فنجد أنه يوجد أيضًا في قاعدة الهرم المنتجون وهي الكائنات ذاتية التغذية أي التي تقوم بصنع غذائها بمفردها من المواد الغير عضوية، يليهم المستهلكين وتُصنف من ضمن الكائنات غير ذاتية التغذية وهم من يقومون بالتغذية على الكائنات الآخرى أو الحصول على الطاقة من خلال الكائنات الحية الآخرى، وبالنسبة للمستهلكين فنجد أن هناك نوعين من مستهلكين ، مستهلكين أساسين وهم الكائنات الحية التي تقوم باستهلاك المنتجين، وبالتالي نجد أن معظم المستهلكين الأساسين هم في الأصل من الحيوانات العشبية أي المجترات، وبعضهم من المستهلكين النباتين وهؤلاء من يتغذون على المواد العضوية المتحللة، أما النوع الثاني فهم المستهلكين الثانويين وهؤلاء الكائنات ىكلة اللحوم ويقوموا بالتغذية على المستهلكين الأساسيين، أما الدرجة الثالثة من المستهلكين فهم من يقوموا بالتغذية على المستهلكين الثانويين، ويظل التسلسل في هرم الطاقة بهذا الشكل حتى أن يوجد أحتمال وجود مستهلكين رباعين يقوموا بالتغذية على ما قبلهم.

ومن خلال الشكل الهرمي لهرم الطاقة نجد أن كمية الطاقة المتدفقة للغذاء في هرم الطاقة الغذائي تدخل إلى كل مستوى بنسبة أقل من المستوى السابق، وبالتالي نجد أن يوجد ما يقرب من 90 % من الطاقة الغذائية التي يتم فقدها على هيئة حرارة عندما تقوم الكائنات الحية باستخدامها في الأنشطة العادية كالهضم والتنفس، ويتم تخزين 10 % فقط من الطاقة المتبقية في الأنسجة وتلك النسبة هي التي يتم تمريرها إلى المستويات المختلفة في الهرم الغذائي وبما أن النسبة قليلة فنجد أنها تزاد قلة كلما كان المستوى أعلى، وبناءًا على ذلك تنخفض نسبة الكائنات الحية في كل مستوى عن الآخر نظرًا لقلة كمية الطاقة المتدفقة إليه والتي يحتاجها الكائن الحي للقيام بالوظائف الحيوية المختلفة، ولذلك نجد أن كلما أرتفعنا لأعلى كلما قل عدد الكائنات الحية في هرم الطاقة وبشكل آخر نجد أن معظم النظم البيئية يمتلكون أربعة مستويات فقط من المستويات الغذائية لقلة الطاقة الواصله إليهم. [2]

السلسلة الغذائية تتكون من عدد من الشبكات الغذائية

المنتجون.
المستهلكون.
المفترسون.
المحللات.

السلسلة الغذائية في علم البيئة، هي عبارة عن تسلسل لعمليات نقل المادة والطاقة على هيئة غذاء، وذلك من كائن حي إلى كائن حي آخر، تعتبر الكائنات التي تقوم بتحويل الطاقة الشمسية إلى غذاء عن طريق عملية البناء الضوئي، هي المصدر الأساسي للغذاء، يأتي بعد ذلك المستهلكين ثم المفترسين وهي حيوانات تقوم بأكل النباتات ثم يتم أكلها من قِبل المفترسلا، ثم في النهاية يأتي المحللين وهم الكائنات الدقيقة المتطفلة التي تقوم بتحليل أجسام الكائنات الميتة، ففي السلسلة الغذائية يؤثر كل كائن حي على الأخر بطريقة مباشرة وغير مباشرة، ولذلك سوف نتعرف على السلسلة الغذائية ومكوناتها فيما يلي:

المنتجون:

تعتبر النباتات من المنتجات الطبيعية التي تقوم بتوفير الغذاء للمستهلكين، وهم من يكونون في قاعدة الهرم الغذائي، وذلك على الأرض أو اليابسة، أما في المحيط فتقوم العوالق النباتية بإنتاج 95 % من الإنتاج الأولي على الأرض ، المنتجون مثل البقية المستويات بالإضافة إلى أنها تقوم بالمساهمة بنسبة 50 % من الأكسجين في الغلاف الجوي، مما يسمح للنباتات بالقيام بعملية البناء الضوئي وتكوين السكريات الأساسية لإنتاج الطاقة، كما تقوم بعملية دمج للطاقة الشمسية حتى تستطيع أن تصنع طعامها، وبذلك يعمل المنتجون على توفير الطعام اللازم والمغذيات للمستهلكين مثل العواشب والمفترسين.

المستهلكون:

المستهلكون أو العواشب كما تُسمى، تتغذي العواشب على النباتات التي تستمد طاقتها من الشمس، وكما وضحنا من قبل أن المستهلكون ينقسمون إلى عدة أقسام منهم المستهلكون الأساسيون والثانويين، والمستهلكين من الدرجة الثالثة، فعلى سبيل المثال سوف نجد أن الأرانب والمجترات والزرافات والفيلة واليرقات والجنادب والعديد من الحيوانات العشبية من المستهلكين الأساسين الذين يقوموا بتحويل الأنسجة النباتية إلى أنسجة حيوانية، فالمستهلكين من الكائنات غير ذاتية التغذية التي لا تستطيع أن تصنع طعامها بنفسها، ويعتمدون بشكل أساسي على مصادر الكربون العضوي المتواجد في الأنسجة النباتية والحيوانية، كما أن الحيوانات العشبية لا تمتلك جهاز هضمي يستطيع أن يهضم اللحوم فنرى أن المجترات تمتلك أجهزة هضمية معقدة للغاية، ولذلك يستمدون الطاقة اللازمة لبقائهم على قيد الحياة من العشب.

المفترسون:

تقوم الحيوانات بافتراس الحيوانات العاشبة أو غيرها من الحيوانات المفترسة، وذلك في المستوى العلوي من الهرم الغذائي، تمتلك آكلات اللحوم جهاز هضمي قصير جدًا وهو ما يناسب الحصول على العناصر الغذائية اللازمة من اللحوم، تقوم معظم النظم البيئية على دعم المستهلكين ذو المستوى الأعلى لنقل المواد اللازمة من أحد آكلات اللحوم إلى الآخرى،ومن الأمثلة على الحيوانات آكلة اللحوم، الثعالب والذئاب والأسود وأسماك القرش، والبشر، والدببة، والخنازير، والباندا.

المحللات:

المحللات هي عبارة عن الكائنات الدقيقة والفطريات وهي تُعد طاقم التنظيف الذي يعيد المواد إلى البيئة مرة أخرى، فعندما يموت الحيوان ، يقوم المحللون بتفكيكه تمامًا، فنرى أن الحشرات مثل الخنافس، والذباب، يقوموا بتفتيت الجثث إلى قطع صغيرة ومنفصلة، بعد ذلك يقوموا تقوم المحللات الدقيقة مثل الفطريات، والبكتيريا، والميكروبات، بتحويل المركبات المعقدة إلى مواد كيميائية بسيطة، وعلى الرغم من صغر حجم المحللات إلا أن عددها كبير جدًا ولذلك يقوموا بإعادة تدوير المواد الغذائية وإعادتها إلى البيئة. [3]