V tropih se dogajajo določena vedenjska dejanja, ki jih laik ne razume.
Povečanje (ali zmanjšanje) mesojedih živali v trinivojski prehranjevalni verigi povzroči enako (ali nasprotno) povečanje (ali zmanjšanje) rastlinojedih živali in primarnih proizvajalcev, kot so rastline in fitoplankton.
Na primer, izkoreninjenje volkov (Canis lupus) v vzhodni Severni Ameriki je bilo povezano s povečanjem belorepih jelenov (Odocoileus virginianus), zmanjšanje vegetacije, ki jo jeleni jedo, pa je eden od primerov trofične kaskade.
Besedno zvezo "trofična kaskada" je leta 1980 prvič uvedel ameriški zoolog Robert Paine, da bi razložil vzajemne spremembe v prehranjevalnih mrežah, ki jih povzroči eksperimentalna manipulacija vrhunskih plenilcev.
Drugi so to besedo uporabili za označevanje sprememb v vodnih ekosistemih, ki so se zgodile v osemdesetih letih prejšnjega stoletja zaradi stvari, kot je prelov ali nenadno povečanje populacij plenilskih rib kot posledica naselitve.
Plenilec poje svoj plen. Plenilci lahko na ta način vplivajo na vedenje in številčnost plena (npr. plen se prestraši, ko so plenilci v bližini, in se skrije ali odmakne).
Ekologi to razmerje imenujejo prehranjevalna ali trofična kaskada, ko učinki plenilca na ekologijo njegovega plena kapljajo navzdol, da vplivajo na gostoto in/ali obnašanje plena pri nižji ravni hranjenja.
V tem scenariju plenilci posredno pridobijo in povečajo številčnost svojega plena z manipulacijo gostote in/ali vedenja svojega plena.
Po definiciji se morajo trofične kaskade zgoditi v najmanj treh ravneh hranjenja.
Čeprav so bili v naravi najdeni dokazi o 4- in 5-nivojskih trofičnih kaskadah, so veliko manj pogosti kot se najpogosteje pojavljajo.
Kazalo
Kaj je trofična kaskada?
Trofična kaskada je ekološki pojav, ki se pojavi, ko se vrhunski plenilci dodajo ali odstranijo iz prehranjevalne verige.
Vključuje recipročne spremembe v relativnih populacijah plenilcev in plena vzdolž prehranjevalne verige in pogosto vodi do pomembnih sprememb v strukturi ekosistema in kroženju hranil.
Te močne posredne povezave lahko uravnavajo celotne ekosisteme. Pojavijo se, ko plenilci nadzorujejo količino in vedenje svojega plena, s čimer se izboljšajo možnosti za preživetje naslednje nižje trofične ravni.
Trofične kaskade so posledica delovanja plenilcev na plen in se širijo navzdol po prehranjevalni verigi. Vodijo do obrnjenih vzorcev biomase in številčnosti znotraj trofičnih ravni.
Raziskovalci so se prepirali o lokacijah in relativni moči trofičnih kaskad, ki so lahko omejene s kompleksnimi interakcijami znotraj prehranjevalnih mrež.
Vendar pa so trofične kaskade pogosto vidne v kopenskih in vodnih habitatih.
Trofične kaskade lahko spremenijo stanje sistema in vplivajo na različne dejavnosti, kot so interakcije med habitati, biogeokemični cikli in ekosistemske storitve.
Pomembno ohranjanje cilji vključujejo obnovitev plenilcev in trofičnih kaskad, ki sledijo. Ti cilji lahko pomagajo ohranjati biotska raznovrstnost.
Trofični kaskadni diagram
Vir: [PDF] Trofične kaskade povzročijo obsežno izgubo koralnih alg zaradi diferencialnih učinkov paše – JSTOR
Prehranski spleti (levo) in diagrami trofičnih kaskad (desno): A) Primer tipične trofične kaskade, B) Trofična kaskada, najdena pri obdelavi ograjenega prostora I. mirini. Krepke puščice označujejo učinek trofične kaskade; Simbola + in – pomenita povečanje oziroma zmanjšanje gostote; OM-organske snovi; A-alge.
Primeri trofične kaskade
Tropske kaskade se pojavljajo tako v kopenskem okolju kot v vodno okolje.
1. Trofične kaskade v kopenskih ekosistemih
Trofične kaskade, ki so kopenske ali kopenske, se dogajajo povsod po svetu.
Velika večina sodobnih trofičnih kaskad je produkt človeška dejavnost.
Aktivisti so občasno posredovali, da bi ublažili učinke, ko so bili uresničeni.
- Volkovi iz Yellowstona
- tropski deževni gozdovi
- Gorski gozdovi
- Malezijska kaskada subvencij
1. Volkovi iz Yellowstona
Vir: Trophic cascade v Yellowstone National Park – AccessScience iz McGraw-Hill Education
Sivi volkovi so v poznih 1800. stoletjih našli zatočišče v regiji, ki je nekega dne postala nacionalni park Yellowstone. Skupine volkov so se po tem območju sprehajale kot dominanten plenilec.
Vendar pa so volkove v regiji izumrli ljudje; do leta 1920 so volkovi iz parka izginili.
Okolje brez volkov je približno deset let veljalo za idealno. Nato so bili izraženi pomisleki, ker se je populacija losov povečala.
Losom ni bilo več treba seliti z enega kraja na drugega, da bi se izognili plenilcem, ko je njihova čreda rasla.
Zaradi tega so losi zdesetkali drevesa in druge rastline, kar je zmanjšalo pokrovnost tal in hrano za druge vrste.
Erozija tal je bila tudi posledica izgube vegetacije ob potokih. Mokrišča z trepetlikami in vrbami so izginjala.
Kojoti so se povečali v populaciji v istem obdobju, ko so izginili volkovi ali "vršni plenilci".
Kojoti pogosto plenijo prongroge jelene, kar je povzročilo upad njihove populacije.
Biologi so se kot odgovor na to ekološko nevarnost odločili ponovno naseliti volkove v Yellowstone. '
Osem volkov je bilo leta 1995 prepeljanih iz kanadskega narodnega parka Jasper v Alberti.
Čeprav so volkovi potrebovali nekaj časa, da so se navadili na novo okolje, so bili rezultati osupljivi.
Skupaj z več vrstami, vključno z bobrom, ki je bil na robu izumrtja, je bil ponovno naseljen rastlinski svet.
Število pronghorn jelenov se je povečalo, medtem ko se je populacija kojotov zmanjšala.
Vendar pa obstaja potencialna pomanjkljivost: volkovi ubijejo več losov, kot je bilo pričakovano, kar postavlja vprašanja o dolgoročnih učinkih ponovne naselitve volkov.
2. Tropi Deževni gozdovi
Trofične kaskade so pogoste, ker so tropski deževni gozdovi leta doživeli hud okoljski stres.
Vendar pa ni vedno očitno, kdaj je prišlo do kaskade. Raziskovalci primerjajo poškodovane ekosisteme z nedotaknjenimi ekosistemi, da bi ugotovili, ali se dogaja kaskada.
Za aktivno iskanje trofične kaskade leta 2001 je raziskovalec po imenu John Terborgh izkoristil motnje, ki jih je povzročil človek v habitatih deževnega gozda.
Njegovo študijsko območje je bilo razdeljeno na niz otokov v deževnem gozdu in nemoteno močvirje.
Terborgh je ugotovil, da je odsotnost plenilcev povzročila presežek semen in rastlinojedcev ter pomanjkanje mladih sadik in rastlin, ki tvorijo krošnje.
Plenilski otoki so medtem videli tipično vegetativno rast.
Ta ugotovitev je prispevala k razumevanju pomena vrhovnih plenilcev v ekosistemih in dala znanstvenikom sredstva za prepoznavanje trofičnih kaskad tudi v situacijah, ko morda niso takoj očitne.
3. Gorski gozdovi
Drhteči gozdovi trepetlike (Populus tremuloides) so od dvajsetih let 1920. stoletja izgubili velik del svojega prostorskega obsega, starostna porazdelitev preostalih dreves pa se je premaknila proti starejšim posameznikom, kar kaže na razširjeno neuspešno pridobivanje te pomembne vrste, ki tvori habitat, v gorskih gozdovih zahodne ZDA.
Izginotje sivih volkov (Canus lupus) iz nacionalnega parka Yellowstone v 1880-ih do 1920-ih in posledično povečanje pritiska brskanja na trepetlikaste sesače – klonske potomce, ki vzdržujejo trepetlike –, ki ga izvajajo črede losov (Cervus elaphus), sta vzročno povezana. do propada trepetlike.
Sivi volkovi so bili v zadnjih desetih letih vrnjeni na to območje, kar je znanstvenikom omogočilo, da raziščejo mehanizme, na katerih temelji navidezna trofična kaskada, ki nadzoruje dinamiko dreves v teh gorskih območjih.
Nedavna študija je pokazala, da se losi izogibajo "tveganim" območjem z visoko gostoto sivih volkov in preživijo več časa v alternativnih habitatih, kjer je gostota volkov nižja, kar zmanjša pritisk lokalnega brskanja na sesalce trepetlike na območjih iskanja hrane z visokim tveganjem.
To so storili s sledenjem gibanju losov z uporabo naprav GPS.
Ti rezultati kažejo na obstoj vedenjsko posredovane trofične kaskade, v kateri imajo sivi volkovi posreden pozitiven vpliv na preživetje in rast trepetlik s spreminjanjem vzorcev prehranjevanja losov, ki se pasejo, čeprav je ideja o trofični kaskadi, ki jo vodijo volkovi, sporna in ima nedavno izzvan.
Za razrešitev teh povezav v prehranjevalnem spletu je potrebnih več študij.
Predlagana trofična kaskada v nacionalnem parku Yellowstone. Volkovi (A) z vplivom na obnašanje in gostoto losov (B) posredno povečajo uspeh losovega najljubšega plena, sadik trepetlike (c), kar dramatično vpliva na strukturo rastlinskih združb na velikih prostorskih lestvicah.
4. Malezijska kaskada subvencij
Niso vsi nizi subvencij posledica človeških dejanj.
Dodatek občasno prihaja iz drugega bližnjega okolja, vendar pogosto prihaja s kmetij, nasadov ali celo primestnih vrtov.
Na primer, plenilci lahko ciljajo na krave in ne na divji plen, ki ga je težko najti, medtem ko lahko rastlinojede živali uživajo rastline na polju kmeta.
Raziskovalci so preučili scenarij, v katerem so zaščitene divje živali v Maleziji iskale hrano na bližnjem nasadu palm, da bi izvedele več o kaskadah subvencij.
Ugotovili so, da ima uživanje »sadov« kmečkega dela, predvsem divjega prašiča, precej škodljive ekološke učinke.
Glede na študijo, ki je temeljila na podatkih, zbranih več kot 100 let, se je nagnjenost divjega prašiča k plenjenju pridelka povečala za 20 %.
To je merjasca zvabilo iz notranjosti gozda, kjer si običajno iz rastlinja v podrastju naredijo gnezda, da skotijo mladiče.
Rast sadik gozdnega drevja se je zmanjšala za 62 %, kar je povzročilo manjša drevesa in manj življenjskega prostora za različne divje živali.
Trofične kaskade v vodnih ekosistemih
Trofične kaskade so podobne tistim, ki jih vidimo na kopnem v sladkovodnih in morskih habitatih.
Učinki odstranitve bitij iz njihovega okolja se lahko vrstijo navzgor in navzdol po prehranjevalni verigi, kar močno obremeni ta sistem.
Po raziskavah lahko na kemično sestavo vode vplivajo spremembe v vodnih ekosistemih.
- Jezera
- Kelp postelje
- Močvirja soli
1. Jezera
Zaradi svoje majhne velikosti in omejene narave so jezera še posebej dovzetna za trofične kaskade.
Odstranjevanje vrhunskih plenilcev (brancin in rumeni ostriž) iz sladkovodnih jezer je bilo predmet poskusov, ki so bili opravljeni ob koncu 20. stoletja in so vključevali opazovanje rezultatov.
Trofične kaskade so vplivale na proizvodnjo fitoplanktona, pomembnega vira prehrane, pa tudi na aktivnost bakterij in celotno dihanje jezera.
2. Kelp postelje
Morske vidre so na jugovzhodu Aljaske pogosto lovili zaradi krzna.
V rastiščih alg blizu pacifiške obale so bile in ponekod še vedno so vidre glavni plenilci. Populacija nevretenčarjev rastlinojedcev, kot so morski ježki, se je povečala, ko so vidre skoraj izginile iz okolij morskih alg.
Končni rezultat so ogromne "ježkove goleti", kjer same alge ne obstajajo več.
Ni presenetljivo, da raziskave kažejo, da so ekosistemi nasadov alg bolj zdravi in bolj ekološko uravnoteženi na mestih, kjer vidre še vedno obstajajo.
3. Solna močvirja
Različni ekosistemi slanih močvirij so močno odvisni od proizvajalcev na dnu prehranjevalne verige.
Dejavnost rakov in polžev uravnava vedenje potrošnikov v slanih močvirjih.
Ugotovili so na primer, da polži uravnavajo rast močvirskih rastlin.
Populacija polžev se močno poveča in močvirna vegetacija je izbrisana, ko modri raki, ki jedo polže, izginejo iz ekosistema.
Posledica tega je, da se slana močvirja spremenijo v zapuščena blatna polja.
zaključek
Če je torej človek glavni povzročitelj trofične kaskade, moramo nekaj narediti glede tega, da zmanjšamo izgubo biotske raznovrstnosti.
Pogozdovanje in ponovno pogozdovanje ob trenutnem krčenju gozdov in več ukrepov, usmerjenih v ohranjanje naravnih virov, bi bilo potrebno.
7 primerov Tropic Cascade na svetovni ravni, vzroki – pogosta vprašanja
Kaj pomeni kaskada prometa od spodaj navzgor?
Populacija primarnih proizvajalcev bo vedno uravnavala dvig ali padec energije na višjih trofičnih ravneh v kaskadi od spodaj navzgor. Motnje v ravnovesju primarnih proizvajalcev v ekosistemu vodijo do pojava trofične kaskade od spodaj navzgor.
Hrana za večino trofičnih ravni izgine, ko so primarni proizvajalci izločeni iz prehranjevalne verige, kar ima za posledico zmanjšanje števila primarnih potrošnikov in tistih, ki jedo primarne potrošnike.
Priporočila
- Proces čiščenja industrijskih odpadnih voda | PDF
. - Postopek recikliranja odpadne vode in ali jo moramo piti?
. - Shranjevanje sončne energije v vodi | Prevara ali resničnost
. - Prednosti in slabosti geotermalne energije
. - 6 Učinki oceanskih valov in njihovi vzroki
. - 5 Učinki globalizacije na onesnaževanje zraka na Kitajskem
Po duši strasten okoljevarstvenik. Vodilni pisec vsebin pri EnvironmentGo.
Prizadevam si za ozaveščanje javnosti o okolju in njegovih problemih.
Vedno je šlo za naravo, zaščititi moramo, ne uničevati.