4.4 Økosystemer og næringskjeder

Alt henger sammen

Forestill deg at du står i en norsk granskog en varm sommerdag. Sollyset siler gjennom trekronene, gresset bølger i vinden, en hare sitter musestille bak en busk, og høyt oppe i et tre sitter en ørn og speider med skarpe øyne. Det virker kanskje som om disse organismene lever uavhengig av hverandre, men sannheten er at de er uløselig knyttet sammen i et usynlig nettverk av energi og næring.

Gresset fanger solenergi og gjør den om til mat gjennom fotosyntese. Haren spiser gresset og bruker energien til å løpe, vokse og holde seg varm. Ørnen jakter på haren og får energi videre. Og når disse organismene til slutt dør, bryter sopp og bakterier dem ned og frigjør næringsstoffene tilbake til jorden, slik at nye planter kan vokse.

Denne sammenhengen mellom alt levende er det vi kaller et økosystem. I dette kapittelet skal vi utforske hvordan økosystemer fungerer, hvordan energi strømmer fra planter til toppredatorer, og hvorfor det alltid er mange flere gressplanter enn ørner i naturen. Gjør deg klar for en reise inn i naturens eget kretsløp.

Hva er et økosystem?

Et økosystem er et geografisk område hvor levende organismer samhandler med hverandre og med det ikke-levende miljøet rundt seg. Det kan være en hel skog, en innsjø, et korallrev eller til og med en liten pytt i veikanten.

For å forstå et økosystem må du kjenne til to typer faktorer. De biotiske faktorene er alt som lever, altså planter, dyr, sopp, bakterier og andre mikroorganismer. De abiotiske faktorene er alt som ikke lever, men som likevel påvirker livet. Her snakker vi om temperatur, lys, vann, jord, luft og pH. Temperaturen avgjør hvilke arter som kan leve i et område. Lys er nødvendig for at planter skal drive fotosyntese. Vann er livsviktig for alle organismer, og jordens næringsstoffer gir plantene det de trenger for å vokse.

Tenk på en norsk innsjø. De biotiske faktorene er fisk, alger, vannplanter og bakterier. De abiotiske faktorene er vanntemperaturen, lyset som trenger ned, oksygennivået i vannet og pH-verdien. Alle disse faktorene påvirker hverandre. Hvis temperaturen stiger, endres oksygennivået, og det påvirker hvilke fiskearter som kan overleve. Et økosystem er altså ikke bare en samling organismer, det er et komplekst samspill der alt påvirker alt.

Produsenter, konsumenter og nedbrytere

Alle organismer i et økosystem har en rolle å spille, og vi deler dem inn i tre hovedgrupper.

Produsenter er grunnlaget for alt liv. De er organismer som kan lage sin egen mat fra sollys, vann og karbondioksid gjennom fotosyntese. Planter, alger og cyanobakterier er produsenter, og vi kaller dem også autotrofe, som betyr «selvnærende». De fanger solenergi og gjør den tilgjengelig for alle andre organismer, og de produserer oksygenet som alle dyr trenger for å puste.

Konsumenter er organismer som må spise andre organismer for å få energi. De kalles heterotrofe, som betyr «andrenærende». Vi deler dem inn i flere nivåer. Primærkonsumenter er planteetere som kanin, rein og insekter. Sekundærkonsumenter er kjøttetere som rødrev, gaupe og edderkopper som spiser planteterne. Tertiærkonsumenter er toppredatorer som ulv, ørn og hai, som spiser andre kjøttetere. Og så har vi alltetere som bjørn og mennesker, som spiser både planter og dyr.

Nedbrytere er kanskje de mest undervurderte organismene i naturen. Sopp, bakterier og meitemark bryter ned døde organismer og avfall til enkle næringsstoffer som nitrogen, fosfor og karbon. Disse næringsstoffene returneres til jorden, slik at planter kan bruke dem på nytt. Uten nedbrytere ville døde organismer hope seg opp, næringsstoffer ville bli låst fast, planter ville gå tom for næring, og livet ville rett og slett stoppe opp.

Næringskjeder, næringsnett og energipyramiden

En næringskjede viser hvordan energi flyter fra en organisme til en annen. Den starter alltid med solenergi som fanges av en produsent, og fortsetter oppover gjennom konsumenter. Et typisk eksempel fra norsk skog er: gress fanges av sollys og danner energi, kaninen spiser gresset, rødreven spiser kaninen, og ørnen spiser rødreven. Pilene i en næringskjede betyr «gir energi til» eller «blir spist av».

I virkeligheten spiser de fleste dyr flere typer mat. Rødreven spiser både kanin, mus, fugler og bær. Ørnen spiser både rødrev, kanin og fisk. Et næringsnett viser alle disse forbindelsene, og det er langt mer realistisk enn en enkel næringskjede. Næringsnett gjør økosystemer mer stabile, for hvis én matressurs forsvinner, kan dyrene finne alternativer.

Men her kommer noe fascinerende. Når energi overføres fra ett nivå til det neste, går det meste tapt. Bare omtrent 10 prosent av energien overføres videre, og resten brukes til varme, bevegelse, vekst og avfall. Dette kalles 10-prosentregelen, og den forklarer formen på energipyramiden. Hvis gress inneholder 1000 kilojoule energi, får kaninen bare 100, rødreven 10 og ørnen bare 1 kilojoule. Det er derfor det alltid er langt flere planter enn planteetere, og langt flere planteetere enn rovdyr. Toppredatorer trenger enorme territorier for å finne nok mat, og det forklarer også hvorfor det sjelden finnes mer enn fire til fem ledd i en næringskjede.

Stoffkretsløp: Naturens gjenbruk

Mens energi strømmer i én retning gjennom økosystemet, fra solen via planter til dyr og til slutt ut som varme, oppfører stoffer seg helt annerledes. Stoffer sirkulerer i kretsløp og brukes om og om igjen. De samme karbonatomene som en gang var en del av en dinosaur, kan i dag være en del av deg.

Karbonkretsløpet er et av de viktigste. Karbondioksid finnes i luften og tas opp av planter gjennom fotosyntese. Karbonet blir en del av plantenes molekyler, som glukose og cellulose. Når dyr spiser planter, overføres karbonet videre. Alle levende organismer driver celleånding, som frigjør karbondioksid tilbake til luften. Og når organismer dør, bryter nedbrytere dem ned og sender enda mer karbondioksid tilbake til atmosfæren. Sirkelen er komplett.

Nitrogenkretsløpet er også avgjørende. Selv om 78 prosent av luften er nitrogen, kan planter ikke bruke nitrogengass direkte fordi det er et veldig stabilt molekyl med en sterk trippelbinding. Spesielle bakterier i jorden gjør jobben med å omdanne nitrogen til ammonium og nitrat, former som planter kan ta opp gjennom røttene. Dyr får nitrogen gjennom maten, og nedbrytere returnerer nitrogen tilbake til jorden når organismer dør.

I alle disse kretsløpene er nedbrytere helt avgjørende. Uten dem ville næringsstoffer bli permanent låst fast i døde organismer, og planter ville gå tom for nitrogen, fosfor og karbon. Nedbrytere er naturens gjenbruksstasjon.

Oppsummering

I dette kapittelet har vi utforsket hvordan alt liv i naturen henger sammen gjennom økosystemer. Vi har sett at et økosystem består av biotiske faktorer (alt som lever) og abiotiske faktorer (det ikke-levende miljøet), og at disse samspiller på komplekse måter.

Vi har lært om de tre rollene i et økosystem. Produsenter som planter og alger fanger solenergi gjennom fotosyntese. Konsumenter som planteetere, kjøttetere og toppredatorer overfører energien videre gjennom næringskjeden. Og nedbrytere som sopp og bakterier returnerer næringsstoffene til jorden slik at sirkelen kan fortsette.

Vi har oppdaget 10-prosentregelen, som forteller oss at bare 10 prosent av energien overføres fra ett trofisk nivå til det neste. Resten brukes til varme, bevegelse og vekst. Dette forklarer hvorfor det alltid er langt flere planter enn planteetere, og langt flere planteetere enn toppredatorer.

Til slutt har vi sett den store forskjellen mellom energiflyt og stoffkretsløp. Energi flyter i én retning og tapes som varme, mens stoffer som karbon og nitrogen sirkulerer i evige kretsløp der nedbrytere spiller en avgjørende rolle.