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Informazioni di base sulle catene alimentari e le reti alimentari

Ogni catena alimentare inizia con l'energia del sole. Le piante verdi sono autotrofe, nel senso che creano il loro cibo usando una reazione chimica chiamata fotosintesi . Durante la fotosintesi, le piante prendono l'anidride carbonica dall'aria e l'acqua dal terreno attraverso le loro radici, che reagiscono per produrre glucosio e ossigeno.

La parola equazione per questa reazione è anidride carbonica + acqua → glucosio + ossigeno
L'equazione del simbolo è 6CO ₂ + 6H ₂ O → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

Il glucosio prodotto dalle piante viene utilizzato per la respirazione e può anche essere immagazzinato, spesso come amido. Quando la pianta viene consumata da un altro essere vivente, parte di questa energia immagazzinata viene trasmessa. L'energia viene persa ad ogni livello trofico, poiché non tutta l'energia viene utilizzata per la crescita e immagazzinata nell'essere vivente. Parte dell'energia viene utilizzata per la respirazione e altri processi vitali, quindi questa energia viene infine rilasciata nell'atmosfera sotto forma di calore. Parte dell'energia nel cibo viene persa come rifiuto, come le feci. Più corta è la catena alimentare, più efficiente è il trasferimento di energia e meno energia viene dispersa nell'ambiente.

Una cosa vivente che fotosintetizza si chiama produttore. Sulla terra, questa è normalmente una pianta verde. Negli oceani, il produttore è l'alga o il fitoplancton, che sono organismi microscopici che usano l'energia del sole per creare cibo. Le catene alimentari finiscono in batteri chiamati decompositori, che estraggono l'energia chimica dai resti degli esseri viventi. Sono il modo di riciclare della natura e senza di loro il pianeta sarebbe molto più disordinato. In ogni habitat c'è un killer dell'apice, che è una macchina per uccidere ben adattata.

Prendi questo esempio di catena alimentare: erba → Caterpillar → passero → falco. L'erba è il produttore ; è una pianta verde che utilizza la fotosintesi per creare glucosio. Il bruco è il consumatore principale . È un erbivoro che mangia solo piante. L'animale successivo nella catena alimentare è il passero. Il passero è un onnivoro, nel senso che riceve i suoi nutrienti sia dalle piante che dagli animali, ed è chiamato consumatore secondario . Il passero è preda del falco. Il falco è un predatore. È ben adattato per il lavoro, in quanto ha una vista incredibile che gli permette di individuare la sua preda da molto lontano. I suoi artigli affilati gli permettono di afferrare la sua preda a mezz'aria. Il falco è il predatore dell'apice , il che significa che non c'è nessun altro animale sopra di esso sulla catena alimentare.

Le popolazioni di questi animali sono tutte collegate. Se si verifica una siccità un anno e la quantità di erba diminuisce, il numero di bruchi potrebbe essere influenzato. Se il numero di bruchi si riduce, ciò potrebbe influire sul numero di passeri, che a sua volta potrebbe influire sul numero di falchi. Le frecce nella catena alimentare mostrano il flusso di energia da un essere vivente all'altro. Indicano dall'organismo che viene mangiato all'alimentatore. Oltre all'energia e alla materia che passano da un organismo all'altro, ci sono parti non viventi di un ecosistema che possono fornire materia a esseri viventi, come aria, acqua e minerali.

Gli ecosistemi sono vasti e gli animali raramente esistono in un'unica catena alimentare. Pochi animali raramente mangiano solo un tipo di cibo; invece ottengono i loro nutrienti da diverse fonti. Ciò varia anche a seconda del periodo dell'anno e della posizione dell'animale. Una volpe nel nord dell'Alaska mangerà cibo diverso rispetto a una volpe nel Massachusetts. Le reti alimentari sono un modo più accurato per mostrare il flusso di energia da un essere vivente all'altro. Rapporti di alimentazione più complicati possono essere mostrati come reti alimentari con diversi livelli trofici. Gli studenti dovranno essere in grado di definire i confini dell'ecosistema che descrivono quando creano reti alimentari. Ad esempio, il loro modello descrive l'ecosistema di una parte di una foresta o di un'intera foresta?

Gli standard scientifici di prossima generazione spingono l'importanza di far sviluppare e utilizzare gli studenti per comprendere i fenomeni. Nel mondo reale, gli scienziati realizzeranno modelli per facilitare la loro comprensione di un sistema o parte di un sistema. In Science vengono utilizzati modelli per fare previsioni e comunicare idee o dati ad altre persone. Ci sono una serie di attività in questi piani di lezione che si concentrano su quella particolare abilità. Gli studenti saranno facilmente in grado di creare i propri modelli per descrivere come viene ciclata la materia e il flusso di energia tra le parti viventi e non viventi di un ecosistema. Ciò offre una grande opportunità per discutere i limiti dell'utilizzo dei modelli, offrendo agli studenti l'opportunità di valutarli e perfezionarli.

Per vedere più in dettaglio come il carbonio viene ciclato tra biosfera, atmosfera, idrosfera e geosfera, vedere i piani di lezione del ciclo del carbonio.

Domande essenziali per catene alimentari e reti alimentari

1. Come viene trasmessa l'energia da un animale a un altro?
2. Perché le catene alimentari raramente superano i quattro livelli trofici?
3. Perché tutte le catene alimentari iniziano con qualcosa che fotosintetizza?