การกินกันเป็นทอดๆ

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ

เมื่อ :

วันพฤหัสบดี, 30 กรกฎาคม 2563

           ในธรรมชาติ เรามักพบว่าสิ่งมีชีวิตหลายชนิดอาศัยอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิต หรือเป็นสังคมของ กระจัดกระจายอยู่ในบริเวณแหล่งที่อยู่แตกต่างกัน ได้แก่ กลุ่มสิ่งมีชีวิตในสระน้ำจืด  ในทะเล ในป่า บนต้นไม้ใหญ่ ใต้ขอนไม้ผุ  ริมกำแพงบ้านหรือแม้แต่ร่างกายของสิ่งมีชีวิตก็ยังเป็นแหล่งที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตบางชนิดด้วย

ภาพที่ 1 ตัวอย่างภาพสายใยอาหารในระบบนิเวศ
ที่มา : http://thitirat18.blogspot.com/

          กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ร่วมกันในแหล่งที่อยู่แต่ละแห่งนั้นจะมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกันทั้งในลักษณะที่พึงพาอาศัยกันในรูปแบบต่างๆ  และการแก่งแย่งแข่งขันกัน เป็นความสัมพันธ์ทางชีวภาพกลุ่มสิ่งมีชีวิตยังมีความสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อมของแหล่งที่อยู่ ซึ่งเป็นสภาพทางกายภาพ ได้แก่ ดิน น้ำ  แร่ธาตุ แสงสว่าง และอื่นๆ  ที่จำเป็นต่อการดำรงชีพของสิ่งมีชีวิต  ความสัมพันธ์ทั้งหมดดังกล่าวประกอบกันเป็นระบบนิเวศ พืชและสัตว์จำเป็นต้องได้รับพลังงานเพื่อใช้ในการดำรงชีวิต  โดยพืชจะได้รับพลังงานจากแสงของ ดวงอาทิตย์  โดยใช้รงควัตถุสีเขียวที่เรียกว่า  คลอโรฟิลล์  (chlorophyll)  เป็นตัวดูดกลืนพลังงานแสงเพื่อนำมาใช้ ในการสร้างอาหาร  เช่น  กลูโคส  แป้ง  ไขมัน  โปรตีน  เป็นต้น บทบาทด้านพลังงานของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศจากพืชผู้ผลิตสู่ผู้บริโภคพืช  ผู้บริโภคสัตว์  ผู้บริโภคทั้งพืชและสัตว์  และผู้ย่อยสลายอินทรียสารตามลำดับดังนี้

1. ผู้ผลิต (producer)  คือสิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารเองได้ทั้งหมดในระบบนิเวศ  ซึ่งส่วนใหญ่เกิดโดยวิธีสังเคราะห์ด้วยแสง  เนื่องจากมีคลอโรฟีลล์เป็นองค์ประกอบ  ได้แก่  พืชสีเขียว  สาหร่าย    โพรทิสต์  รวมทั้งแบคทีเรียบางชนิด  สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี และเก็บไว้ในโมเลกุลของสารอาหารพวกแป้งและน้ำตาล  จากนั้นจะถ่ายทอดพลังงานนี้ให้กับกลุ่มของ ผู้บริโภคต่อไป 
2. ผู้บริโภค (consumer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารได้เอง  ต้องอาศัยการบริโภคผู้ผลิตหรือผู้บริโภคด้วยกันเป็นอาหารเพื่อการดำรงชีพ  ผู้บริโภคยังสามารถแบ่งออกตามลักษณะและการกินได้ดังนี้

                -  ผู้บริโภคพืช (herbivore) ถือเป็นผู้บริโภคลำดับที่หนึ่ง เช่น กระต่าย วัว ควาย ม้า กวาง  ช้าง  เป็นต้น

                -  ผู้บริโภคสัตว์ (carnivore) ถือเป็นผู้บริโภคลำดับที่สอง เช่น เหยี่ยว เสือ งู เป็นต้น

                -  ผู้กินทั้งพืชและสัตว์  (omnivore)  ถือเป็นผู้บริโภคลำดับที่สาม เช่น ไก่ นก แมว สุนัข คน  เป็นต้น

                -   ผู้บริโภคซากพืชซากสัตว์ (scavenger) ถือว่าเป็นผู้บริโภคลำดับสุดท้าย เช่น แร้ง ไส้เดือนดิน กิ้งกือ ปลวก เป็นต้น

1. ผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์ (decomposer) เป็นสิ่งมีชีวิตที่สร้างอาหารเองไม่ได้ ดำรงชีพอยู่ได้โดยการย่อยสลายซากพืชซากสัตว์ใช้เป็นพลังงาน ดังนั้นผู้ย่อยสลายสารอินทรีย์จึงเป็นผู้ที่ทำให้สาร อนินทรีย์หรือแร่ธาตุต่าง ๆ หมุนเวียนกลับคืนสู่ระบบนิเวศ  และผู้ผลิตสามารถนำไปใช้ในการเจริญเติบโตอีกด้วย สิ่งมีชีวิตจะสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตในเรื่องของการกินต่อกันเป็นทอด ๆ  จากผู้ผลิตสู่ผู้บริโภค เช่น ไก่กินข้าวเป็นอาหาร    งูกินไก่เป็นอาหาร  และเหยี่ยวกินงูเป็นอาหารอีกทอดหนึ่ง  การกินต่อกันเป็นทอด ๆ  เช่นนี้เรียกว่า  โซ่อาหาร

ประเภทของห่วงโซ่อาหาร

1. ห่วงโซ่แบบจับกิน เป็นห่วงโซ่ที่เริ่มต้นจากพืชไปยังสัตว์กินพืช และสัตว์กินสัตว์ตามลำดับ เช่น

พืช  ------>      หนอน ------>    นก   ------>     งู

1. ห่วงโซ่แบบเศษอินทรีย์ เป็นห่วงโซ่ที่เริ่มต้นจากซากอินทรีย์ จะถูกย่อยสลายด้วยผู้ย่อยอาหารซึ่งส่วนใหญ่เป็นพวกจุลินทรีย์ แล้วถูกกินโดยสัตว์ และผู้ล่าอื่นๆอีกต่อไป เช่น

เศษไม้ใบหญ้า  ------>    กุ้ง  ------>   กบ   ------>    นก

1. ห่วงโซ่อาหารแบบปรสิต เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มต้นจากผู้ถูกอาศัยไปยังผู้อาศัยอันดับหนึ่งแล้วไปยังผู้อาศัยลำดับต่อๆไป เช่น

ไก่ ------>  ไรไก่  ------> โปโตซัว  ------>   แบคทีเรีย ------> ไวรัส

สายใยอาหาร ( food web) 

          ในกลุ่มสิ่งมีชีวิตหนึ่งๆ ห่วงโซ่อาหารไม่ได้ดำเนินไปอย่างอิสระ แต่ละห่วงโซ่อาหารอาจมีความสัมพันธ์ กับห่วงโซ่อื่นอีก โดยเป็นความสัมพันธ์ที่สลับซับซ้อน เช่น สิ่งมีชีวิตหนึ่งในห่วงโซ่อาหาร อาจเป็นอาหาร ของสิ่งมีชีวิตอีกชนิดหนึ่งในห่วงโซ่อาหารอื่นก็ได้  เราเรียกลักษณะห่วงโซ่อาหารหลายๆ   ห่วงโซ่ที่มีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกันอย่างสลับซับซ้อนว่า สายใยอาหาร (food web)

สายใยอาหารของกลุ่มสิ่งมีชีวิตใดที่มีความซับซ้อนมาก แสดงว่าผู้บริโภคลำดับที่ 2 และลำดับที่ 3 มีทางเลือกในการกินอาหารได้หลายทางมีผลทำให้กลุ่มสิ่งมีชีวิตนั้นมีความมั่นคง
ในการดำรงชีวิตมากตามไปด้วย 

          พีระมิดพลังงาน  (energy  pyramid)  เป็นการแสดงปริมาณพลังงานที่ถ่ายอดจากการกินในลำดับหนึ่งในสายใยอาหาร  ซึ่งพลังงานมีมากที่สุดในลำดับผู้ผลิตและพลังงานจะน้อยลงในลำดับของพีระมิดที่สูงขึ้น       การเปลี่ยนแปลงครั้งนี้ย่อมเกิดการฟุ้งกระจายของพลังงานตามกฏเทอร์โมไดนามิกส์และหลุดออกมาเป็นพลังงานความร้อนนั่นเอง ดังนั้นพลังงานจึงถูกใช้ไปจำนวนมากประมาณ 90 เปอร์เซนต์ของพลังงานทั้งหมด ด้วยเหตุนี้พลังงานจะเหลืออยู่เฉพาะส่วนที่เป็นเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ ประมาณ 10  เปอร์เซนต์เท่านั้น จึงเป็นไปตามกฏเกณฑ์ที่เรียกว่า “Law of Ten”  ดังนั้นเมื่อมีการถ่ายทอดพลังงานไปหลายระดับการบริโภคพลังงานยิ่งเหลือน้อยลงตามลำดับ จนเกิดเป็นปิรามิดพลังงาน (Pyramid of Energy)

แผนผังแสดงพีระมิดการถ่ายทอดพลังงาน

       โดยทั่วไปพลังงานที่ถูกถ่ายทอดจากลำดับที่หนึ่งไปยังลำดับต่อไปจะได้รับพลังงานสูงสุดเพียงร้อยละ  10  ของพลังงานในลำดับที่  1  ดังนั้นค่าพลังงานที่ถ่ายทอดในสายใยอาหารส่วนใหญ่จึงมีได้ไม่เกิน 4  ลำดับ

        นอกจากการถ่ายถ่ายทอดพลังงานต่างๆแล้วสสารและแร่ธาตุต่างๆ ภายในระบบนิเวศ จะถูกหมุนเวียนกันไปภายใต้เวลาที่เหมาะสมและมีความสมดุล ซึ่งกันและกันวนเวียนกันเป็นวัฏจักรที่เรียกว่า วัฏจักรของสสาร (matter cycling) ซึ่งเปรียบเสมือนกลไกสำคัญ ที่เชื่อมโยงระหว่างสสารและพลังงานจากธรรมชาติสู่สิ่งมีชีวิตแล้วถ่ายทอดพลังงานในรูปแบบของการกินต่อกันเป็นทอดๆ  ผลสุดท้ายวัฎจักรจะสลายในขั้นตอนท้ายสุดโดยผู้ย่อยสลายกลับคืนสู่ธรรมชาติ  วัฏจักรของสสารที่มีความสำคัญต่อสมดุลของระบบนิเวศ  ได้แก่ วัฎจักรของน้ำ  วัฎจักรของไนโตรเจน วัฎจักรของคาร์บอนและ วัฎจักรของฟอสฟอรัส

แหล่งที่มา

สิ่งแวดล้อมและระบบนิเวศ.  สืบค้นเมื่อ 8 พฤศจิกายน 2561, จาก   http://thitirat18.blogspot.com/

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ. สืบค้นเมื่อ 13 พฤศจิกายน 2561, จาก   https://sites.google.com/a/nps.ac.th/sawai2558/withyasastr/kar-thaythxd-phlangngan-ni-rabb-niwes

หัวเรื่อง และคำสำคัญ

การถ่ายทอดพลังงาน , โซ่อาหาร , สายใยอาหาร

รูปแบบการนำเสนอ แบ่งตามผลผลิต สสวท.

สื่อสิ่งพิมพ์ในรูปแบบดิจิทัล

ลิขสิทธิ์

สถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี (สสวท.)

วันที่เสร็จ

วันพุธ, 12 ธันวาคม 2561

สาขาวิชา/กลุ่มสาระวิชา

ชีววิทยา

ช่วงชั้น

ประถมศึกษาตอนปลาย

กลุ่มเป้าหมาย

ครู
นักเรียน
บุคคลทั่วไป

ดูเพิ่มเติม