6.1 Økosystemer og næringskjeder

Alt henger sammen

Tenk deg at du står ved bredden av en stille innsjø en tidlig sommermorgen. Solen speiler seg i vannet. Under overflaten svever bittesmå alger -- planteplankton -- som fanger solens energi og bygger sukker gjennom fotosyntese. Dyreplankton beiter på algene. Småfisk sluker dyreplankton i store jafs. Og ute i dypet lurer gjedda, klar til å snappe en av småfiskene. Langs bredden bryter sopp og bakterier ned døde blader som har falt i vannet, og næringsstoffene de frigjør gir ny vekst til algene. En usynlig sirkel av liv.

Det du nettopp forestilte deg, er et økosystem -- et avgrenset område der levende organismer samspiller med hverandre og med de ikke-levende omgivelsene. Økosystemer finnes overalt: i skogen bak huset ditt, i fjæresonen langs kysten, på en blomstereng, i et korallrev på den andre siden av kloden.

Vi deler faktorene i et økosystem i to grupper. De biotiske faktorene er alt som lever: planter, dyr, sopp og bakterier, og alle samspillene mellom dem -- konkurranse, predasjon og symbiose. De abiotiske faktorene er alt det ikke-levende: temperatur, lys, vann, jordsmonn, pH og næringsstoffer. Det er samspillet mellom disse to gruppene som bestemmer hvilke arter som kan leve i et område, og hvor mange individer det kan være av hver art.

I dette kapittelet skal vi se nærmere på hvordan energi flyter gjennom økosystemer, og hvordan organismene er bundet sammen i kjeder og nett av «hvem spiser hvem».

Produsenter, konsumenter og nedbrytere

Alle organismer i et økosystem kan sorteres inn i ulike roller basert på hvordan de skaffer seg energi. La oss starte helt fra bunnen.

Produsentene er økosystemets grunnmur. De lager sin egen mat gjennom fotosyntese -- de fanger solens energi og bruker den til å bygge organiske molekyler fra karbondioksid og vann. Planter, alger og noen typer bakterier er produsenter. Uten dem ville det ikke finnes noen energi for resten av livets mangfold.

Over produsentene finner vi konsumentene -- organismer som spiser andre organismer for å få energi. Her har vi flere nivåer. Primærkonsumentene er planteeterne: en elg som gnager bjørkekvister, en gresshoppe som tygger gress, et dyreplankton som filtrerer alger fra vannet. Sekundærkonsumentene er rovdyr som spiser planteetere -- for eksempel en frosk som spiser gresshoppen. Og tertiærkonsumentene er topprovdyrene, de som jakter på andre rovdyr -- som en hauk som fanger frosken, eller en gjedde i innsjøen.

Til slutt har vi økosystemets usynlige helter: nedbrytere. Sopp og bakterier bryter ned dødt organisk materiale -- falne blader, døde dyr, avføring -- og frigjør næringsstoffene tilbake til jorda og vannet. Dermed kan produsentene bruke næringsstoffene på nytt. Uten nedbrytere ville verden drukne i dødt materiale, og næringsstoffene ville bli låst fast.

Tenk på det slik: produsentene fanger energi fra sola, konsumentene fører den videre oppover, og nedbrytere sørger for at næringsstoffene resirkuleres. Det er et perfekt kretsløp.

Næringskjeder, næringsnett og trofiske nivåer

Nå som du kjenner rollene, kan vi se på hvordan de henger sammen. En næringskjede er en enkel, lineær fremstilling av hvem som spiser hvem. Tenk deg en eng: gress spises av gresshopper, gresshopper spises av frosker, frosker fanges av slanger, og slanger tas av hauker. Gress → Gresshoppe → Frosk → Slange → Hauk. Ferdig. Enkelt og oversiktlig.

Men naturen er sjelden så ryddig. Hauken spiser ikke bare slanger -- den tar også mus og småfugler. Frosken spiser ikke bare gresshopper -- den tar også biller og fluer. Og gresshoppene? De konkurrerer med snegler og larver om det samme gresset. Når vi fletter sammen alle næringskjedene i et økosystem, får vi et næringsnett -- en kompleks vev av spiserelasjoner som viser det virkelige bildet av hvem som lever av hvem.

Hver posisjon i næringskjeden kalles et trofisk nivå. Produsentene er alltid på 1. nivå. Primærkonsumentene (planteeterne) er på 2. nivå. Sekundærkonsumentene (rovdyr som spiser planteetere) er på 3. nivå. Og topprovdyrene er på 4. eller 5. nivå. En organisme kan noen ganger befinne seg på ulike trofiske nivåer avhengig av hva den spiser -- en bjørn som spiser blåbær er primærkonsument, men når den tar en laks, er den sekundær- eller tertiærkonsument.

Hvorfor er dette viktig å forstå? Fordi endringer i én del av næringsnettet kan forplante seg gjennom hele systemet. Hvis bestanden av gresshopper kollapser, vil froskene miste mat. Da kan slangebestanden også gå ned. Og hauken må finne annen mat. Hele nettet påvirkes.

Energistrøm og 10 %-regelen

Her kommer et av de viktigste prinsippene i økologien, og det forklarer hvorfor økosystemer ser ut som de gjør.

All energi i et økosystem starter med solenergi. Produsentene fanger denne energien gjennom fotosyntese og lagrer den i organiske molekyler. Men hva skjer når en plantespiser spiser planten? Den får tak i energien -- men langt fra all energien.

Her kommer 10 %-regelen: bare omtrent 10 % av energien på ett trofisk nivå overføres til neste nivå. Resten -- hele 90 % -- tapes som varme gjennom celleånding. Organismer bruker mesteparten av energien sin til å leve: bevege seg, holde kroppstemperaturen, formere seg, reparere celler.

La oss gjøre et konkret eksempel. Tenk deg en eng som mottar 10 000 kJ solenergi. Plantene fanger omtrent 10 % av dette -- 1000 kJ lagres i plantemateriale. Gresshoppene som spiser plantene, får igjen bare 10 % av dette -- 100 kJ. Froskene som spiser gresshoppene? De får 10 kJ. Og hauken på toppen? Bare 1 kJ.

Denne massive energitapet forklarer to ting du kanskje har lurt på. For det første: hvorfor er det alltid mange flere planter enn planteetere, og enda færre rovdyr? Fordi hvert nivå har mye mindre energi å leve av. For det andre: hvorfor er næringskjeder sjelden lengre enn fire-fem ledd? Fordi det rett og slett ikke er nok energi igjen til å opprettholde enda et trofisk nivå etter fire-fem runder med 90 % tap.

Naturen er altså en energipyramide der bunnen alltid er bredest og toppen alltid er smalest.

Oppsummering

I dette kapittelet har vi sett at naturen er bygget opp av økosystemer -- avgrensede områder der levende organismer (biotiske faktorer) samspiller med de ikke-levende omgivelsene (abiotiske faktorer). Eksempler på økosystemer er skog, innsjø, korallrev, eng og fjæresone.

Vi har lært om de tre hovedrollene: Produsenter (planter, alger og noen bakterier) fanger solens energi gjennom fotosyntese og er grunnlaget for alt liv. Konsumenter -- primærkonsumenter (planteetere), sekundærkonsumenter (rovdyr) og tertiærkonsumenter (topprovdyr) -- fører energien videre oppover. Nedbrytere (sopp og bakterier) resirkulerer næringsstoffene ved å bryte ned dødt materiale.

En næringskjede viser hvem som spiser hvem i en enkel linje, mens et næringsnett fletter sammen mange næringskjeder og viser de reelle, komplekse sammenhengene. Hver posisjon i kjeden kalles et trofisk nivå.

Det viktigste prinsippet er 10 %-regelen: bare omtrent 10 % av energien overføres fra ett trofisk nivå til neste, og resten tapes som varme. Derfor er det mange flere planter enn planteetere, og enda færre rovdyr. Og derfor er næringskjeder sjelden lengre enn fire-fem ledd -- det er rett og slett ikke nok energi igjen.