Lebensmittelketten und Webs

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Hintergrundinformationen zu Nahrungsketten und Nahrungsnetzen

Jede Nahrungskette beginnt mit Energie von der Sonne. Grüne Pflanzen sind autotrophe Pflanzen, das heißt, sie stellen mithilfe einer chemischen Reaktion, die Photosynthese genannt wird, ihre eigene Nahrung her. Während der Photosynthese nehmen Pflanzen über ihre Wurzeln Kohlendioxid aus der Luft und Wasser aus dem Boden auf, das unter Bildung von Glucose und Sauerstoff reagiert.

Die Wortgleichung für diese Reaktion lautet Kohlendioxid + Wasser → Glucose + Sauerstoff
Die Symbolgleichung lautet 6CO ₂ + 6H ₂ O → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

Die Glukose, die Pflanzen produzieren, wird zur Atmung verwendet und kann auch gespeichert werden, oft als Stärke. Wenn die Pflanze von einem anderen Lebewesen verbraucht wird, wird ein Teil dieser gespeicherten Energie weitergegeben. Energie geht auf jeder trophischen Ebene verloren, da nicht die gesamte Energie für das Wachstum verwendet und im Lebewesen gespeichert wird. Ein Teil der Energie wird für die Atmung und andere Lebensprozesse verwendet, sodass diese Energie letztendlich als Wärme an die Atmosphäre abgegeben wird. Ein Teil der Energie in den Lebensmitteln geht als Abfall verloren, wie z. B. Kot. Je kürzer die Nahrungskette ist, desto effizienter ist die Energieübertragung und desto weniger Energie geht an die Umwelt verloren.

Ein Lebewesen, das photosynthetisiert, wird als Produzent bezeichnet. An Land ist dies normalerweise eine grüne Pflanze. In den Ozeanen ist der Produzent Algen oder Phytoplankton, bei denen es sich um mikroskopisch kleine Organismen handelt, die die Sonnenenergie zur Erzeugung von Nahrungsmitteln verwenden. Nahrungsketten enden in Bakterien, sogenannten Zersetzern, die die chemische Energie aus den Überresten von Lebewesen gewinnen. Sie sind die Art und Weise, wie die Natur recycelt, und ohne sie wäre der Planet viel unordentlicher. In jedem Lebensraum gibt es einen Apex-Killer, der eine gut angepasste Killermaschine ist.

Nehmen Sie als Beispiel die Nahrungskette: Grass → Caterpillar → Sparrow → Hawk. Das Gras ist der Produzent ; Es ist eine grüne Pflanze, die mithilfe der Photosynthese Glukose erzeugt. Die Raupe ist der Hauptverbraucher . Es ist ein Pflanzenfresser, der nur Pflanzen frisst. Das nächste Tier in der Nahrungskette ist der Spatz. Der Spatz ist ein Allesfresser, dh er bezieht seine Nährstoffe sowohl von Pflanzen als auch von Tieren und wird als sekundärer Verbraucher bezeichnet . Der Spatz ist Beute für den Falken. Der Falke ist ein Raubtier. Es ist gut für den Job geeignet, da es ein unglaubliches Sehvermögen besitzt, das es ihm ermöglicht, seine Beute aus der Ferne zu erkennen. Seine scharfen Krallen ermöglichen es ihm, seine Beute in der Luft zu ergreifen. Der Habicht ist das Raubtier an der Spitze , was bedeutet, dass sich kein anderes Tier in der Nahrungskette darüber befindet.

Die Populationen dieser Tiere sind alle miteinander verbunden. Wenn es ein Jahr lang zu einer Dürre kommt und die Grasmenge abnimmt, kann die Anzahl der Raupen beeinträchtigt werden. Wenn die Anzahl der Raupen abnimmt, kann dies die Anzahl der Spatzen beeinflussen, was wiederum die Anzahl der Falken beeinflussen kann. Die Pfeile in der Nahrungskette zeigen den Energiefluss von einem Lebewesen zum anderen. Sie zeigen vom verzehrten Organismus zum Futterautomaten. Zusätzlich dazu, dass Energie und Materie von einem Organismus zum nächsten weitergegeben werden, gibt es nicht lebende Teile eines Ökosystems, die Lebewesen wie Luft, Wasser und Mineralien mit Materie versorgen können.

Ökosysteme sind riesig und Tiere existieren selten in einer einzigen Nahrungskette. Nur wenige Tiere essen selten nur eine Art von Nahrung. Stattdessen beziehen sie ihre Nährstoffe aus verschiedenen Quellen. Dies hängt auch von der Jahreszeit und dem Standort des Tieres ab. Ein Fuchs in Nordalaska frisst etwas anderes als ein Fuchs in Massachusetts. Nahrungsnetze sind eine genauere Methode, um den Energiefluss von einem Lebewesen zum anderen darzustellen. Kompliziertere Fütterungsverhältnisse können als Nahrungsnetze mit unterschiedlichen Trophiestufen dargestellt werden. Die Schüler müssen in der Lage sein, die Grenzen des Ökosystems zu definieren, das sie bei der Erstellung von Nahrungsnetzen beschreiben. Beschreibt ihr Modell beispielsweise das Ökosystem eines Teils eines Waldes oder eines gesamten Waldes?

Die Next Generation Science Standards legen großen Wert darauf, dass die Schüler Modelle entwickeln und verwenden, um Phänomene zu verstehen. In der realen Welt werden Wissenschaftler Modelle erstellen, um das Verständnis eines Systems oder eines Teils eines Systems zu erleichtern. In der Wissenschaft werden Modelle verwendet, um Vorhersagen zu treffen und Ideen oder Daten an andere Personen weiterzugeben. In diesen Unterrichtsplänen gibt es eine Reihe von Aktivitäten, die sich auf diese besondere Fähigkeit konzentrieren. Die Schüler können leicht ihre eigenen Modelle erstellen, um den Stoffkreislauf und den Energiefluss zwischen lebenden und nicht lebenden Teilen eines Ökosystems zu beschreiben. Dies gibt Ihnen eine großartige Gelegenheit, die Einschränkungen der Verwendung von Modellen zu diskutieren und den Schülern die Möglichkeit zu geben, diese zu bewerten und zu verfeinern.

Weitere Informationen zum Kohlenstoffkreislauf zwischen Biosphäre, Atmosphäre, Hydrosphäre und Geosphäre finden Sie in den Kohlenstoffkreislauf-Unterrichtsplänen.

Grundlegende Fragen zu Nahrungsketten und Nahrungsnetzen

1. Wie wird Energie von einem Tier zum anderen übertragen?
2. Warum überschreiten Nahrungsketten selten vier Trophäenstufen?
3. Warum beginnen alle Nahrungsketten mit etwas, das photosynthetisiert?