Hvad størrelsesfordelingen af ​​organismer fortæller os om en søs energiske effektivitet

Størrelsesfordelingen af ​​organismer i en sø gør det muligt at drage robuste konklusioner om energieffektiviteten i fødevarenettet, som forskere fra Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) og internationale kolleger nu har demonstreret empirisk. Dette forhold gør det muligt for forskere at få en bedre og mere direkte forståelse af biologiske processer og forstyrrelser, der påvirker akvatiske økosystemer.

Enhver enkelt habitat er kun i stand til at rumme et bestemt antal store organismer, fordi disse skal fodre på mindre skabninger. I økologi, denne forbindelse er beskrevet af den trofiske overførselseffektivitet (TTE):omkring halvfems procent af energien går tabt fra et niveau i fødekæden til det næste eller, med andre ord, kun ti procent tilbage. Hvis, for eksempel, en rovfugl sluger en kanin, den kan kun bruge ti procent af energien, som kaninen havde brug for for at vokse og leve, at øge sin egen vægt - det meste af energien, derefter, er tabt. IGB -forskere har nu undersøgt, hvor stor denne vigtige modelparameter faktisk er i naturlige søøkosystemer, og hvordan det relaterer sig til befolkningstætheden af ​​organismer af forskellige størrelsesgrupper. "Selvfølgelig, undersøgelser er allerede blevet udført om den trofiske overførselseffektivitet og størrelsesfordeling, men de var i mindre skala end vores undersøgelse:vi analyserede alle trofiske niveauer, fra bakterier til store fisk, "siger Dr. Thomas Mehner, hovedforfatter af undersøgelsen og leder af Food Web Ecology and Fish Communities Research Group hos IGB.

Tilgængelig mad udnyttes mindre effektivt end forventet

Forskernes undersøgelse involverede undersøgelse af madbaner i to små, lavvandede og næringsrige søer i Nordtyskland, hver af dem opdelt i to lukkede systemer i en periode på et år ved at installere et forhæng gennem midten af ​​hver sø. Den lange delingsperiode betød, at de centrale grupper af organismer udviklede sig forskelligt i begge halvdele, gør det muligt for forskerne at indsamle data for i alt fire forskellige akvatiske økosystemer. Forskerne bestemte biomassen og størrelsen af ​​alle organismer, der er til stede i søerne. Ud over, holdet beregnede den trofiske overførselseffektivitet for alle niveauer i fødekæden i søen. For at opnå dette, de sammenlignede primær- og bakterieproduktion med sekundærproduktion (dvs. stigningen i biomasse på forbrugerniveau).

"Vi fandt ud af, at energieffektiviteten er lavere end det generelt antages, nemlig langt under ti pct. Med andre ord, tilgængelig mad udnyttes meget mindre effektivt end forventet, "rapporterer Thomas Mehner. TTE'erne bestemt i alle fire søsystemer var mere eller mindre lige lave. Imidlertid, forudsigelserne af de økologiske teorier med hensyn til forbindelsen mellem TTE og størrelsesfordeling blev bekræftet:når den trofiske overførselseffektivitet falder til under ti procent, dette svarer til en stadig mere stejl faldende kurve i modellen. Følgelig, biomassen for de større organismer faldt også stærkere end forventet i alle fire søhalvdele. For eksempel, forskerne tællede betydeligt færre forbrugere i vandet, end man ville forvente i tilfælde af en højere TTE.

Det forhold, at forholdet mellem den trofiske overførselseffektivitet og størrelsesfordelingen er stabilt, åbner nye muligheder for undersøgelse af akvatiske økosystemer. I stedet for at gøre store anstrengelser for at identificere TTE, det er formentlig tilstrækkeligt til at måle befolkningstæthed og størrelsesfordeling. "Den trofiske overførselseffektivitet er en vigtig parameter, men vi kender ofte ikke størrelsen på denne parameter. Vi kunne vise, at størrelsesfordelingen, som er lettere at bestemme og mere almindeligt anvendt, kan være tilstrækkelig til at evaluere et økosystems energiske tilstand og effektivitet, "Mehner opsummerer relevansen af ​​fundene. Som et resultat heraf størrelsesfordelingen kan bruges som et "værktøj" til at indhente oplysninger såsom om indvirkningen af ​​global opvarmning, invasionen af ​​fremmede arter, ændringer af levesteder eller menneskelig udnyttelse af økosystemfunktioner.