מעבר אנרגיה�שרשרת מזון�מארג מזון�פירמידת מזון
מזון – מקור של אנרגיה ושל חומרים בעבור האורגניזמים
2
כל האורגניזמים זקוקים לחומרים אורגניים לצורך קיומם.
החומרים האורגניים מנוצלים בתאי האורגניזמים לשתי מטרות:
2
בניית תאי הגוף ולתפקודם
חלקי התא השונים בנויים
מחומרים אורגניים לדוגמה:
קרום התא בנוי מפוספוליפידים, אנזימי התא בנויים מחלבונים.
כמקור לאנרגיה
החומרים האורגניים מתפרקים
בתהליך הנשימה התאית.
בתהליך נפלטת אנרגיה
המנוצלת ליצירת ATP.
האורגניזמים נחלקים לשתי קבוצות לפי דרך השגת החומרים האורגניים ל:
אוטוטרופיים והטרוטרופיים
ראו פירוט בשקף הבא.
מיון אורגניזמים על פי דרך ההזנה: אוטוטרופים והטרוטרופים
3
על פי דרך ההזנה, מחלקים את האורגניזמים לשתי קבוצות:
אורגניות מתרכובות אנאורגניות.
האוטוטרופים הם הצמחים, האצות וקבוצות אחדות של חיידקים.
תרכובות אורגניות – לאכול מזון או לקלוט אותו מן הסביבה.
ההטרוטרופים הם בעלי החיים, פטריות וכן רוב החיידקים ואורגניזמים חד-תאיים אחרים.
ההטרוטרופים בונים בתאיהם חומרים אורגניים, אבל רק מחומרים אורגניים אחרים שהם
קלטו בתור מזון. הם אינם יכולים ליצור חומרים אורגניים מחומרים אנאורגניים בלבד.
מי הם האוטוטרופים וההטרוטרופים בתמונות שלפניכם?
3
פוטוסינתזה – תהליך של הפיכת חומרים אי-אורגניים לחומרים אורגניים בעזרת אנרגיית האור
רוב האורגניזמים האוֹטוֹטרופים (כגון צמחים ואצות) מייצרים תרכובות אורגניות מתרכובות אנאורגניות, בתהליך הפוטוסינתזה. בתהליך זה מנוצלת אנרגיית האור לשם בניית חומרים אורגניים (פחמימות) מחומרים אי-אורגניים (מים ופחמן דו חמצני).
אנרגיית האור הופכת לאנרגיה כימית האצורה בתוך הפחמימות.
התהליך מתרחש באיברים הירוקים בצמח (עלים ולעיתים גם גבעולים).
שנקלטים מהקרקע
ע"י השורשים
שנקלט מהאוויר
שנפלט לאוויר
שמנוצל לתהליכי חיים
בצמח
C6H12O6
גלוקוז
חומר אורגני
שאצורה בו אנרגיה כימית
O2
חמצן
אי-אורגני
H2O
מים
חומר אי-אורגני
CO2
פחמן דו חמצני
חומר אי-אורגני
מגיבים
תוצרים
4
הפחמימות הנוצרות בפוטוסינתזה הופכות בתהליכי המשך לחומרים אורגניים אחרים (כגון חלבונים ושומנים) הדרושים לבניית תאי הצמח ולתפקודם. לייצור מקצת חומרים אלו נחוצים גם חומרים אנאורגניים (מינרלים) הנקלטים מהאדמה.
שרשרת המזון
5
האורגניזמים הניזונים זה מזה, הם חוליות שמצטרפות יחד לשרשרת מזון.
וכמו בשרשרת – כל יצור אוכל את מי שנמצא בחוליה שלפניו, ונאכל על ידי מי שנמצא
בחוליה שאחריו.
היצרנים בשרשרת המזון, האוטוטרופים, מייצרים חומר אורגני בתהליך הפוטוסינתזה.
החומרים האורגניים שהם מייצרים, נצרכים על ידי הצרכנים.
שרשרת מזון מייצגת רצף אחד של יחסי הזנה: יצרן שנאכל על ידי אוכל צמחים (צרכן ראשוני) שנאכל על-ידי טורף (צרכן שניוני). בקצה שרשרת המזון נמצא טורף על.
כך חומרים והאנרגיה האצורה בהם, עוברים (כמזון) מחוליה לחוליה בשרשרת המזון.
5
מארג המזון – ייצוג איכותי של יחסי תלות בהזנה
6
שרשרת מזון מייצגת רצף אחד של אוכלים ושל נאכלים.
מארג מזון מייצג את סך כל שרשרות המזון המשתלבות זו בזו בבית הגידול.
שימו לב!
כיוון החיצים הם הוא הכיוון של מעבר החומרים (והאנרגיה) במערכת – מה נאכל אל האוכל.
דוגמה למארג מזון במערכת אקולוגית כלשהי
6
המְפָרקים
בעלי חיים מתים
והפרשות המכילים
חומרים אורגניים
צמחים וחלקי צמחים
מתים המכילים
חומרים
אורגניים
חומרים
אנאורגניים
7
כל החוליות בשרשרות המזון: צמחים ובעלי-חיים שמתו, חלקי צמחים שנשרו
לאדמה והפרשות של בעלי-חיים.
למִחזוּר של חומרים בטבע – הופכים חומרים אורגנים לחומרים אנאורגניים,
הזמינים לניצול על ידי היצרנים.
החומרים ממוחזרים במערכת האקולוגית, האנרגיה אינה ממוחזרת
8
אנרגיה כימית האצורה בחומרים אורגניים
אנרגיית חום
אנרגיית
אור
הופכת בתהליך פוטוסינתזה ל:
הופכת בתהליך נשימה תאית ותהליכים מטבוליים אחרים המתרחשים בגוף כל האורגניזמים ל:
חומרים אנאורגניים כגון:
מים, פחמן דו-חמצני, חמצן,
אמוניהNH3) )
חומרים אורגניים כגון:
פחמימות, שומנים, חלבונים,
גלוקוז
יצרנים
מפרקים
אנרגיית החום אינה ניתנת לניצול לפוטו'.
ולכן המערכת האקולוגית תלוי באספקה מתמדת של אור השמש.
יותר על נושא זה – בשיעור מחזורי חומרים.
8
לעומת זאת, האנרגיה איננה ממוחזרת
החומרים ממוחזרים במערכת האקולוגית
פירמידת מזון אקולוגית – ייצוג כמותי של רמות ההזנה
9
אפשר לארגן את האורגניזמים בקבוצות, על-פי רמת ההזנה שלהם – בהתאם למספר המעברים של המזון (החומרים והאנרגיה האצורה בהם) מן היצרנים עד הצרכנים.
גודלה של כל רמה בפירמידת המזון האקולוגית, מייצג את הביומסה (כמות החומר) של
כל האורגניזמים הנמצאים בה.
כלומר, פירמידת מזון אקולוגית היא ייצוג כמותי של רמות ההזנה השונות, ולכן היא נקראת גם פירמידת ביומסה.
פירמידת מזון אקולוגית – פירמידת ביומסה
9
פירמידת מזון אקולוגית – ביומסה ואנרגיה
10
ייצוג של פירמידת ביומסה במערכת אקולוגית יבשתית
פירמידת המזון האקולוגית היא למעשה גם פירמידה של אנרגיה, מפני שהביומסה משקפת גם את כמות האנרגיה הכימית (האצורה בחומרים האורגניים).
ולכן, גם חומרים וגם אנרגיה עוברים מרמה לרמה במעלה הפירמידה.
10
הביומסה והאנרגיה האצורה בה הולכות וקטנות ככל שעולים ברמת ההזנה
11
מדוע הביומסה והאנרגיה הולכות וקטנות ככל שעולים ברמת ההזנה?
יצרנים
צרכנים ראשונים
צרכנים שניוניים
הביומסה הולכת וקטנה ככל שעולים ברמת ההזנה משום שחלק מהמזון הנאכל ע"י האורגניזמים מתפרק בנשימה תאית, או יוצא בהפרשות, ורק חלק מנוצל לגידול המתבטא בעליית הביומסה.
רק חלק זה עומד לרשות רמת ההזנה הבאה.
האנרגיה הכימית האצורה בביומסה (בחומרים האורגניים הבונים את תאי האורגניזמים)
הולכת וקטנה אף היא, ככל שהביומסה הולכת וקטנה.
11