Dòng chảy Năng lượng qua Hệ sinh thái
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| producer/prəˈdjuːsə/ | sinh vật sản xuất |
| consumer/kənˈsuːmə/ | sinh vật tiêu thụ |
| food chain/fuːd tʃeɪn/ | chuỗi thức ăn |
| trophic level/ˈtrəʊfɪk ˈlevl/ | cấp độ dinh dưỡng |
| autotroph/ˌɔːtəʊˈtrɒf/ | sinh vật tự dưỡng |
| heterotroph/ˈhetrətrɒf/ | sinh vật dị dưỡng |
| endotherm/ˈendəʊθɜːm/ | động vật biến nhiệt |
| ectotherm/ˈektəðɜːm/ | động vật ổn nhiệt |
Mạng lưới thức ăn có thể tồn tại trong bóng tối như thế nào?
- Một lỗ thông thủy nhiệt sâu không nhận được ánh sáng mặt trời, nhưng các nhà sản xuất tổng hợp hóa học thu thập năng lượng từ các phản ứng hóa học. Các sinh vật tiêu thụ lấy nguồn năng lượng đã lưu trữ này thông qua việc ăn uống.
- So sánh điều này với mạng lưới thức ăn có ánh sáng. Nguồn năng lượng có thể khác nhau, nhưng mỗi sinh vật vẫn cần ngân sách năng lượng và mỗi lần chuyển giao qua việc ăn uống đều không hoàn toàn.
Sinh vật sản xuất thu nhận năng lượng
- Một nhà sản xuất tạo ra thức ăn hữu cơ bằng cách sử dụng năng lượng ánh sáng hoặc hóa học.
- Các sinh vật sản xuất tạo thành nền tảng của mọi chuỗi thức ăn.
- Chúng lưu trữ năng lượng của Mặt Trời dưới dạng năng lượng hóa học trong đường.
- Mọi thứ khác trong hệ sinh thái đều phụ thuộc vào nguồn năng lượng đã được lưu trữ này.
Năng lượng trong hầu hết các hệ sinh thái ban đầu đến từ đâu?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Ánh sáng mặt trời được sản xuất (thực vật) thu nhận qua quang hợp, nuôi dưỡng toàn bộ hệ sinh thái.
Một nhà sản xuất trong hệ sinh thái là sinh vật có…
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Một nhà sản xuất tự tạo thức ăn (quang hợp); người tiêu thụ ăn các sinh vật khác.
Sinh vật tiêu thụ và các cấp độ dinh dưỡng
- Một sinh vật tiêu thụ ăn các sinh vật khác để lấy năng lượng.
- Mỗi bước ăn uống là một cấp độ dinh dưỡng: sinh vật sản xuất, sau đó là sinh vật tiêu thụ sơ cấp, rồi sinh vật tiêu thụ cấp hai, v.v.
- Năng lượng được truyền lên dọc theo chuỗi thức ăn từ cấp độ này sang cấp độ khác.
- Nhưng chỉ một phần nhỏ của nó truyền đến bước tiếp theo.
Xây dựng tháp năng lượng
Kéo thả năng lượng mà thực vật thu được và xem chỉ một phần mười đi lên mỗi mức - vì vậy, động vật săn mồi đỉnh cao bị bỏ lại gần như không có gì.
Giả sử hiệu suất chuyển giao là 10% trong ví dụ này. Từ 10,000 đơn vị, bao nhiêu sẽ đến cấp dinh dưỡng tiếp theo?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Dưới giả thuyết 10% được cung cấp, 10,000 × 0.1 = 1,000. Hiệu suất chuyển giao thực tế dao động.
Mỗi bước dinh dưỡng trong chuỗi thức ăn — nhà sản xuất, sau đó là người tiêu dùng — là một ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Cấp độ dinh dưỡng là một bước ăn; năng lượng giảm đi ở mỗi cấp cao hơn.
Sự chuyển giao không hoàn toàn
- Hiệu suất chuyển giao mang tính minh họa là 10%; hiệu suất đo lường thực tế có sự biến đổi.
- Phần còn lại bị thất thoát, chủ yếu dưới dạng nhiệt do hô hấp.
- Vì vậy, mỗi cấp độ cao hơn chứa ít năng lượng hơn rất nhiều so với cấp bên dưới.
- Đây là lý do tại sao các chuỗi thức ăn ngắn và động vật săn mồi đỉnh cao hiếm gặp.
Chọn tất cả các phát biểu đúng về dòng chảy năng lượng.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Năng lượng đi vào thông qua sinh vật sản xuất và được chuyển giao không hoàn toàn. Nó cuối cùng phân tán dưới dạng nhiệt, chứ không tuần hoàn vô tận qua chuỗi thức ăn.
Ánh sáng mặt trời không phải là điểm vào duy nhất
- Một tự dưỡng xây dựng các phân tử hữu cơ bằng cách sử dụng nguồn năng lượng bên ngoài. Các sinh vật quang hợp thu thập ánh sáng; các sinh vật tổng hợp hóa học thu thập năng lượng từ các phản ứng liên quan đến chất vô cơ, chẳng hạn như những chất có sẵn gần một số lỗ thông thủy nhiệt sâu.
- Một dị dưỡng thu nhận chất hữu cơ từ các sinh vật khác và chuyển hóa carbohydrate, lipid hoặc protein. Các sinh vật phân giải và động vật ăn xác chết cũng là dị dưỡng, không phải là nguồn năng lượng mới riêng biệt.
Một sinh vật sản xuất gần lỗ phun trào tối sử dụng năng lượng từ các phản ứng hóa học vô cơ. Nó là…
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Tự dưỡng có thể sử dụng năng lượng hóa học cũng như ánh sáng.
Ngân sách năng lượng ảnh hưởng đến sự sống còn và sinh sản
- Một động vật nội nhiệt tạo ra nhiệt độ trao đổi chất đáng kể để điều hòa nhiệt độ cơ thể. Một động vật ngoại nhiệt phụ thuộc nhiều hơn vào nhiệt độ môi trường và có thể di chuyển vào vùng nắng hoặc râm mát; cả hai vẫn sử dụng năng lượng cho các công việc tế bào.
- Năng lượng thu được trừ đi chi phí duy trì sẽ có sẵn cho tăng trưởng, lưu trữ và sinh sản. Nếu chi phí vượt quá lượng nạp vào, dự trữ cơ thể và năng suất sinh sản có thể giảm. Sinh sản theo mùa hoặc chuyển đổi chiến lược sinh sản có thể phản ánh sự thay đổi của nguồn năng lượng khả dụng.
Lượng nạp năng lượng duy trì dưới mức chi phí bảo vệ cơ thể có thể làm giảm sản lượng sinh sản.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Năng lượng còn lại cho sự phát triển hoặc sinh sản giảm đi, và các dự trữ có thể bị tiêu hao.
Ví dụ minh họa: sử dụng hiệu suất truyền đạt đã đo
- Sản lượng của nhà sản xuất là 20,000 kJ trên một diện tích và khoảng thời gian nhất định; sản lượng của động vật tiêu thụ sơ cấp là 2,400 kJ trên cùng diện tích và khoảng thời gian đó. Hiệu suất truyền đạt = 2,400 ÷ 20,000 × 100 = 12%.
- Nếu sản lượng của động vật tiêu thụ thứ cấp là 240 kJ, thì sự truyền tiếp theo là 10%. Các mức hiệu suất khác nhau; không áp đặt một quy tắc chung về 10%. Sản lượng thấp hơn của nhà sản xuất có thể hỗ trợ ít sản lượng của động vật tiêu thụ hơn trừ khi có một nguồn lực khác bù đắp.
Sản lượng của nhà sản xuất là 20,000 kJ và sản lượng của người tiêu thụ là 2,400 kJ. Hiệu suất truyền tải phần trăm là bao nhiêu?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
2400 ÷ 20000 × 100 = 12%.
Năng lượng chảy; nguyên tố tuần hoàn
- Năng lượng thay đổi dạng thức và cuối cùng phân tán dưới dạng nhiệt; nó không bị phá hủy hay tái chế trở lại ánh sáng mặt trời. Nguồn năng lượng mới duy trì hệ sinh thái. Vật chất di chuyển giữa các sinh vật sống và các kho chứa phi sống.
- Theo dõi nước, carbon, nitơ và phốtpho trong Tuần hoàn vật chất qua hệ sinh thái. Phân biệt giữa một kho chứa, nơi vật chất được lưu trữ, với một quá trình di chuyển nó.
Hô hấp phá hủy năng lượng khiến nó không còn tồn tại dưới dạng nào nữa.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Năng lượng được bảo toàn nhưng trở thành nhiệt phân tán không còn khả dụng cho quá trình chuyển tiếp dinh dưỡng tiếp theo.
Năng lượng không được tái chế qua chuỗi thức ăn — nó liên tục bị mất. Một phần năng lượng phân tán dưới dạng nhiệt; chất hữu cơ chưa ăn hoặc chưa tiêu hóa có thể đi vào các đường dẫn xác thối rữa. Sự truyền đạt 10% chỉ là một ví dụ hữu ích, không phải là quy luật cố định. Khác với dinh dưỡng, năng lượng thực hiện chuyến đi một chiều và cần nguồn cung cấp liên tục từ ánh sáng mặt trời hoặc nguồn hóa học.
Theo 10,000 đơn vị năng lượng:
- Thực vật thu nhận 10,000 đơn vị năng lượng từ Mặt Trời.
- Các tiêu thụ cấp một ăn chúng sẽ nhận được khoảng 1,000 (10%).
- Các sinh vật tiêu thụ cấp hai nhận được khoảng 100 — đến mức phần còn lại quá ít nên cấp độ thứ tư hoặc thứ năm gần như không đủ để duy trì.
Năng lượng đi vào hệ sinh thái dưới dạng ánh sáng mặt trời, được nhà sản xuất hấp thụ. Nó chảy lên chuỗi thức ăn thông qua động vật tiêu thụ, từng cấp dinh dưỡng một. Sự truyền đạt không hoàn hảo và biến đổi; nhiều năng lượng cuối cùng phân tán dưới dạng nhiệt — vì vậy chuỗi thức ăn ngắn và động vật ăn thịt đỉnh cao rất ít.