Energiepyramidendefinition

Eine Energiepyramide (manchmal auch trophische Pyramide oder ökologische Pyramide genannt) ist eine grafische Darstellung, die den Energiefluss auf jeder trophischen Ebene in einem Ökosystem zeigt.

Die Breite jedes Balkens repräsentiert die Energieeinheiten, die innerhalb jeder trophischen Ebene verfügbar sind; Die Höhe ist immer gleich. Der Energiefluss bewegt sich von unten nach oben durch die Schichten der Energiepyramide und wird allmählich reduziert, wenn die Organismen auf jeder Ebene Energie verbrauchen

Die Basis der Energiepyramide gibt die Energie an, die innerhalb der Primärproduzenten verfügbar ist. Primärproduzenten, auch Autotrophe genannt, sind Organismen, die ihre eigene Nahrung herstellen, indem sie ihre Energie aus nicht lebenden Energiequellen beziehen. In den meisten Fällen handelt es sich um photosynthetische Pflanzen, die Sonnenenergie nutzen, um ihre eigene Ernährung in Form von Einfachzucker zu erzeugen, obwohl es Ausnahmen wie Tiefseeorganismen gibt, die chemische Energie aus hydrothermalen Quellen nutzen. In dieser Beschreibung konzentrieren wir uns auf Ökosysteme, die Energie aus der Sonne beziehen.

Alle anderen Ebenen der Energiepyramide bestehen aus Heterotrophen – Organismen, die ihre Nahrung aus organischem Kohlenstoff beziehen, normalerweise in Form anderer Pflanzen und Tiere.

Die zweite trophische Ebene besteht aus Primärverbrauchern. Dies sind die Pflanzenfresser, die sich ausschließlich von Primärproduzenten ernähren. Die dritte und vierte Ebene bestehen aus Sekundärverbrauchern und Tertiärverbrauchern. Dies sind Fleischfresser und Allesfresser, die sich auf jeder der unteren Ebenen ernähren können, obwohl sie hauptsächlich Organismen aus der trophischen Ebene direkt unter ihnen konsumieren. Die oberste Schicht der Energiepyramide enthält Apex-Raubtiere. Dies sind meist fleischfressende Tiere, die keine natürlichen Raubtiere haben.

Die Pyramidenform wird verwendet, um den Energiefluss darzustellen, da Energie im gesamten System verbraucht wird und verloren geht.

Die Primärerzeuger nehmen Energie von der Sonne auf. Allerdings wird nur etwa 1% der gesamten verfügbaren Sonnenenergie tatsächlich von den Pflanzen absorbiert (sie kann sich durch die Pflanzen bewegen oder von ihnen abprallen); Dies ist das GPP oder die Bruttoprimärproduktivität. Glücklicherweise wird so viel Energie von der Sonne abgegeben, dass 1% ausreicht, um Pflanzen zu unterstützen; in Gebieten mit hohem Sonnenenergieeintrag, z. B. tropischen Biomen, ist das GPP höher als in Gebieten mit geringem Sonnenenergieeintrag.Pflanzen nutzen die Photosynthese, um Energie von der Sonne in chemische Energie umzuwandeln, die als organische Verbindungen wie Zucker gespeichert wird. Die Pflanzen führen dann eine Zellatmung durch, um die Zucker in das nutzbare Energiemolekül ATP (Adenosintriphosphat) umzuwandeln. Die Zellatmung ist eine metabolische Reaktion, die etwa 60% der Energie der Pflanze verbraucht und etwa 40% der GPP als NPP oder Nettoprimärproduktivität zurücklässt. Dieser KKW-Wert entspricht 100% der gesamten Energieeinheiten, die den Anlagen zur Verfügung gestellt werden.

Energie wird für alle Lebensprozesse wie Atmung, Bewegung, Stoffwechsel und Fortpflanzung verbraucht. Von der 100% igen Gesamtenergie, die den Pflanzen zur Verfügung steht, werden also nur etwa 10% in Pflanzengewebe umgewandelt, während 90% verbraucht werden und als Wärme verloren gehen.

Auf jeder der nachfolgenden trophischen Ebenen geht die gleiche Energiemenge (90%) als Wärme verloren, während 10% in verfügbare Biomaterie umgewandelt werden. Wenn die Energie die oberste trophische Ebene erreicht, erhalten die Apex-Raubtiere nur noch 0,01% der Primärenergie! Da auf der höchsten trophischen Ebene so wenig Energie zur Verfügung steht, sind Nahrungsketten in der Regel auf maximal sechs Ebenen beschränkt.

In der gesamten Energiepyramide bauen Zersetzer und Detritavores die Gewebe und andere organische Stoffe ab, die von Tieren in der Nahrungskette nicht verbraucht wurden. Dabei recyceln diese Organismen die Nährstoffe zurück in den Boden und spielen eine lebenswichtige Rolle im Kohlenstoff- und Stickstoffkreislauf.

• Trophische Ebene – Jede der hierarchischen Ebenen in einem Ökosystem, in dem Organismen die gleiche Funktion und Ernährungsbeziehung innerhalb der Nahrungskette teilen.
• Nahrungsnetz – Die biologische Gemeinschaft, in der Organismen miteinander und mit ihrer physischen Umgebung interagieren.Autotroph – Ein Organismus, der in der Lage ist, seine eigene Ernährung in Form von organischen Substanzen aus anorganischen Substanzen wie Kohlendioxid zu produzieren.
• Heterotroph – Ein Organismus, der seine Nahrung aus organischen Substanzen, meist pflanzlichen und tierischen Stoffen, beziehen muss.

Quiz

1. Eine Energiepyramide ist eine grafische Darstellung von:
A. Die Anzahl der Tiere in einem Ökosystem
B. Der Energiefluss durch jede trophische Ebene
C. Die Anzahl der Tiere auf jeder trophischen Ebene
D. Die Menge an Biomasse in einem einzelnen Tier

2. Wie viel Prozent der von Primärproduzenten erzeugten Energie steht Sekundärverbrauchern zur Verfügung?
A. 10%
B. 9%
C. 30%
D. 1%

3. Was ist die Netto-Primärproduktivität?
A. Die Menge an Energie, die von der Sonne emittiert wird
B. Die Energiemenge, die in Primärproduzenten nach der Zellatmung verfügbar ist
C. Die Energiemenge auf der obersten Ebene einer Energiepyramide
D. Die Energiemenge, die in Primärproduzenten vor der Zellatmung gespeichert ist