6.1 Økosystemer og næringskjeder

Alt henger sammen med alt

Forestiil deg at du star i en norsk skog en sommerdag. Du ser hoye graner, et lag med mose pa bakken, en hare som smetter mellom trarne, en haukefugl som kretser over tretoppene, og soppene som vokser pa en raten trestamme. Det ser kanskje ut som en tilfeldig samling av planter og dyr, men i virkeligheten er dette et svart godt organisert system der alt henger sammen.

Hvert eneste av disse levende vesenene er avhengig av de andre. Trarne trenger soppen for a fa næringsstoffer fra jorda. Haren spiser planter og gress. Hauken spiser haren. Og nar hauken dor, bryter sopp og bakterier ned kroppen og returnerer naeringsstoffene til jorda, der trarne kan bruke dem igjen.

Dette er et okosystem - et avgrenset omrade i naturen der levende organismer (biotiske faktorer) samspiller med hverandre og med det ikke-levende miljoet (abiotiske faktorer) som temperatur, vann, lys og jordsmonn. Okosystemer finnes overalt: i en innsjø, pa en fjelltopp, i en regnskog, i havet, og til og med i en liten dam i hagen din.

I dette kapittelet skal vi utforske hvordan okosystemer fungerer. Vi skal se pa roller de ulike organismene spiller, hvordan energi og næringsstoffer flyter gjennom systemet, og hvorfor balansen i et okosystem er sa viktig.

Produsentene - naturens kokker

I ethvert okosystem finnes det organismer som har ulike roller. Den aller viktigste gruppen er produsentene, ogsa kalt autotrofe organismer. Produsentene er de eneste organismene som kan lage sin egen mat fra uorganiske stoffer. De er okosystemets grunnmur.

Pa land er de viktigste produsentene gronne planter, fra de minste grasstraene til de storste trarne. I havet og i ferskvann er det alger og planteplankton (mikroskopiske alger som flyter i vannet) som er de viktigste produsentene. Noen bakterier, som cyanobakterier, er ogsa produsenter.

Hvordan lager de maten? Gjennom fotosyntese, den prosessen vi lærte om i kapittel 4.2. Produsentene fanger energi fra sollys og bruker den til a omdanne karbondioksid og vann til glukose og oksygen. Denne glukosen er lagret kjemisk energi, og det er denne energien som til slutt driver hele okosystemet.

Uten produsenter ville det ikke vært mat til noen. Alle andre organismer i okosystemet er direkte eller indirekte avhengige av den energien produsentene fanger fra solen. Derfor er produsenter alltid grunnlaget i ethvert naeringskjede og naeringsnettverk.

Det er verdt a merke seg at bare omtrent 1-2 prosent av sollysenergien som treffer et blad, faktisk fanges opp og lagres i glukose. Det hores lite ut, men nar du tenker pa alle plantene pa hele jorden, er det enorme mengder energi som fanges opp hver dag. Denne energien er drivkraften for alt liv.

Konsumenter - de som spiser andre

Organismer som ikke kan lage sin egen mat og ma spise andre organismer for a fa energi, kalles konsumenter (eller heterotrofe organismer). Vi kan dele konsumentene inn i flere nivaer.

Forstekonsumenter (primærkonsumenter) er dyr som spiser planter. De kalles ogsa planteetere eller herbivorer. Eksempler er harer, hjort, mus, og mange insekter. Forstekonsumentene far energien sin direkte fra produsentene.

Andrekonsumenter (sekundærkonsumenter) er dyr som spiser forstekonsumenter. De er ofte kjotetere (karnivorer) eller altetere (omnivorer). En rev som spiser en mus, eller en frosk som spiser et insekt, er andrekonsumenter.

Tredjekonsumenter (tertiærkonsumenter) spiser andrekonsumenter. En ugle som spiser en frosk som spiste et insekt som spiste en plante, er en tredjekonsument. Noen okosystemer har ogsa fjerdekonsumenter.

Toppredatorer er rovdyr som star oerst i naeringskjeden og ikke har noen naturlige fiender. I norske skoger kan dette være ulv, bjorn eller havorn. Toppredatorene spiller en viktig rolle i a regulere bestanden av andre dyr.

Mange dyr passer ikke pent inn i bare en kategori. Bjornen er et perfekt eksempel: den spiser bær og planter (forstekonsument), fisk (andrekonsument), og noen ganger andre rovdyr (tredjekonsument). Slike dyr som spiser bade planter og dyr kalles altetere (omnivorer). Mennesker er ogsa altetere, noe som gjor oss til en ganske fleksibel art.

Nedbrytere - naturens gjenvinningssystem

Det er en gruppe organismer som ofte glemmes, men som er helt avgjorende for at okosystemet skal fungere: nedbryterne. Uten dem ville verden vært begravd i dode organismer og avfall.

Nedbrytere er organismer som bryter ned dode planter, dyr og annet organisk materiale til enklere uorganiske stoffer. De viktigste nedbryterne er sopp (muggsopp og storsopp) og bakterier. Andre organismer som hjelper med nedbrytning, som meitemark, biller og spretthaler, kalles ofte detrivor fordi de spiser dode rester (detritus).

Nar et lev faller fra et tre og lander pa skogbunnen, begynner nedbryterne umiddelbart a jobbe. Bakterier og sopp skiller ut enzymer som bryter ned de organiske molekylene i bladet. Karbon frigjores som CO2 tilbake til atmosfaeren. Nitrogen, fosfor og andre mineraler frigjores tilbake til jorda, der plantene kan ta dem opp igjen gjennom rottene. Slik resirkulerer nedbryterne naeringsstoffene og gjor dem tilgjengelige for nye generasjoner av produsenter.

Uten nedbrytere ville naeringsstoffene blitt last inne i dode organismer for alltid. Jorda ville blitt fattigere og fattigere, og til slutt ville ikke plantene hatt næringsstoffer a vokse av. Nedbryterne er altsa naturens gjenvinningssystem - de lukker sirkelen og holder naeringsstoffene i omrop.

Det er ogsa verdt a merke seg at nedbrytere jobber raskere under varme og fuktige forhold, og saktere i kulde og torke. Derfor brytes lovfall ned mye raskere i en tropisk regnskog enn i en norsk granskog.

Næringskjeder og naeringsnettverk

En naeringskjede viser hvem som spiser hvem i et okosystem, i en enkel, linjaer rekkefolge. La oss se pa et eksempel fra norsk natur:

Gress -> Hare -> Rev -> Orn

Her er gress produsenten, haren er forstekonsument, reven er andrekonsument, og ornen er tredjekonsument og toppredator. Pilen betyr «blir spist av» eller «energi flyter til».

Men i virkeligheten er det sjelden sa enkelt. Haren spiser ikke bare gress, men ogsa bark, urter og blomster. Reven spiser ikke bare harer, men ogsa mus, fugler, insekter og bær. Og ornen kan spise bade rev, hare og fisk. Nar vi tegner opp alle disse forbindelsene, far vi et naeringsnettverk (eller næringsnett) - et komplekst nett av mange sammenvevde næringskjeder.

Naeringsnettverk viser oss noe viktig: de fleste organismer er del av flere næringskjeder samtidig. Dette gjor okosystemet mer stabilt. Hvis en art forsvinner, kan de andre artene som spiste den, bytte til alternative matkilder. Et enkelt naeringskjede er sårbart - fjern ett ledd, og hele kjeden kollapser. Et rikt naeringsnettverk med mange forbindelser er mye mer motstandsdyktig.

Hver gang energi overføres fra ett ledd til det neste i naeringskjeden, gar det meste av energien tapt som varme gjennom celleanding. Bare omtrent 10 prosent av energien i ett ledd overføres til det neste. Resten brukes til livsprosesser eller tapes som varme. Dette har store konsekvenser, som vi skal se i neste avsnitt.

Energipyramiden - hvorfor det er fa toppredatorer

Har du noen gang lurt pa hvorfor det er sa mange flere mus enn orner i naturen? Eller hvorfor det finnes enormt mye gress, men relativt fa ulver? Svaret ligger i energipyramiden.

Fordi bare omtrent 10 prosent av energien overføres fra ett trinn til det neste, ma hvert trinn i naeringskjeden ha mye storre biomasse (total mengde levende materiale) enn trinnet over. La oss ta et konkret eksempel.

Forestill deg at produsentene (planter) i et omrade fanger 10 000 enheter energi fra solen. Forstekonsumentene (planteetere) far bare 1 000 enheter. Andrekonsumentene (små rovdyr) far bare 100 enheter. Tredjekonsumentene (store rovdyr) far bare 10 enheter. Og en eventuell fjerdekonsument far bare 1 enhet.

Nar vi tegner dette som en pyramide, far vi en bred base med produsenter og stadig smalere nivaer oppover. Dette kalles en energipyramide, og den forklarer mye.

For det forste forklarer den hvorfor næringskjeder sjelden har mer enn 4-5 ledd. Det er rett og slett ikke nok energi igjen til a opprettholde flere nivaer. For det andre forklarer den hvorfor det er mange flere planteetere enn rovdyr, og mange flere sma rovdyr enn store rovdyr. Og for det tredje forklarer den hvorfor det er mer energieffektivt for mennesker a spise planter enn kjott: nar du spiser en plante direkte, far du 10 ganger mer av den opprinnelige solenergien enn nar du spiser et dyr som spiste planten.

Energipyramiden er et av de viktigste konseptene i okologi, og den hjelper oss a forsta bade naturens oppbygging og utfordringer knyttet til matproduksjon og barekraft.

Oppsummering

I dette kapittelet har vi utforsket hvordan okosystemer fungerer og hvordan energi flyter gjennom naturen.

Et okosystem er et avgrenset omrade der levende organismer samspiller med hverandre og med det ikke-levende miljoet. Alle organismer har ulike roller.

Produsenter (planter, alger, planteplankton) fanger solenergi gjennom fotosyntese og lager organiske næringsstoffer. De er grunnlaget for alt liv i okosystemet.

Konsumenter spiser andre organismer. Forstekonsumenter spiser planter, andrekonsumenter spiser forstekonsumenter, og sa videre. Toppredatorer star overst uten naturlige fiender.

Nedbrytere (sopp og bakterier) bryter ned dode organismer og resirkulerer næringsstoffer tilbake til jorda, der produsentene kan bruke dem igjen.

Næringskjeder viser hvem som spiser hvem i en enkel rekkefolge. Naeringsnettverk er mer realistiske og viser mange sammenvevde næringskjeder. Rike naeringsnettverk er mer stabile.

Energipyramiden viser at bare ca. 10 prosent av energien overføres fra ett ledd til det neste. Dette forklarer hvorfor det er fa toppredatorer, hvorfor næringskjeder sjelden har mer enn 4-5 ledd, og hvorfor det er mer energieffektivt a spise planter enn kjott.