Chuỗi thức ăn là gì?

Chuỗi thức ăn là gì và vai trò của chúng trong tự nhiên như thế nào?

Theo Science ABC, các sinh vật trên Trái đất có nhiều cách tương tác với nhau. Chúng có thể thiết lập một liên minh – thường gọi là hình thức cộng sinh – hoặc có cạnh tranh với nhau để giành tài nguyên sinh sống. Một lựa chọn khác là ăn thịt một sinh vật khác để thỏa mãn nhu cầu của chúng. Đây là nguồn gốc làm phát sinh khái niệm về "chuỗi thức ăn".

Khái niệm về chuỗi thức ăn được giới thiệu lần đầu tiên bởi một nhà khoa học Ả Rập, Al-Jahiz, vào thế kỷ thứ 9 và hiện tại nó đã trở thành vấn đề trung tâm trong các nghiên cứu về sinh thái. Chuỗi thức ăn là một chuỗi các sinh vật tuyến tính tiêu thụ (ăn) lẫn nhau để hấp thụ năng lượng và chất dinh dưỡng (chuyển từ sinh vật này sang sinh vật khác). Chuỗi thức ăn bắt đầu với các sinh vật "tự dưỡng", chẳng hạn như cỏ hoặc cây, những sinh vật có thể trực tiếp sử dụng bức xạ từ Mặt trời để tự chế biến thức ăn và đỉnh cao nhất của chuỗi thức ăn thường kết thúc bằng một kẻ săn mồi đỉnh như sư tử hoặc cá voi sát thủ. Ví dụ: nếu bạn đi ra một cửa hàng thức ăn nhanh và ăn một chiếc burger gà, bạn sẽ là một phần của chuỗi thức ăn trông như thế này:

Cỏ–>Gà–>Con người.

Tuy nhiên, nếu bạn có rau như rau diếp hoặc cà chua trong bánh burger thì sao? Trong trường hợp đó, bạn là một phần của chuỗi thức ăn nhỏ hơn một chút:

Cỏ–> Con người.

Bây giờ, hãy nhìn kỹ hơn vào khái niệm và thứ tự của chuỗi thức ăn để hiểu rõ hơn về cách năng lượng và chất dinh dưỡng lưu thông trong hệ sinh thái.

Autotrophs (tạm dịch: tự dưỡng)

Như đã đề cập trước đó, một chuỗi thực phẩm bắt đầu với các đối tượng có khả năng "tự cung tự cấp", những sinh vật có thể trực tiếp tạo ra thức ăn. Những sinh vật này được gọi là autotrophs (sinh vật tự dưỡng). Autotrophs có thể tự chế biến thức ăn bằng cách sử dụng các hợp chất hữu cơ của riêng chúng từ các phân tử đơn giản như carbon dioxide khi có ánh sáng mặt trời. Autotrophs có hai loại:

- Photoautotrophs: Photoautotrophs thường là thực vật sử dụng năng lượng từ ánh sáng mặt trời để tạo ra các hợp chất hữu cơ. Một số loài tảo và vi khuẩn lam cũng có thể "tự dưỡng".

- Chemoautotrophs: chemoautotrophs là những sinh vật sử dụng năng lượng từ hóa chất để tạo ra các hợp chất hữu cơ từ carbon dioxide hoặc các phân tử tương tự. Điều này được thực hiện thông qua quá trình tổng hợp hóa học. Ví dụ, vi khuẩn chemoautotrophic được tìm thấy ở biển sâu có thể oxy hóa hydro sunfua ngay cả khi không có ánh sáng mặt trời.

Dị dưỡng

Bên cạnh tự dưỡng, không có sinh vật nào khác có khả năng tự chế biến thức ăn và thay vào đó phụ thuộc vào các sinh vật khác để đáp ứng yêu cầu thực phẩm của chúng. Những sinh vật này được xếp vào nhóm "dị dưỡng". Heterotrophs, đôi khi được gọi là những sinh vật không thể sử dụng năng lượng ánh sáng từ mặt trời hoặc năng lượng hóa học để làm thức ăn cho riêng mình.

Heterotrophs lấy được các phân tử hữu cơ bằng cách tiêu thụ (ăn) các sinh vật khác hoặc sản phẩm phụ của chúng. Động vật, nấm và nhiều dạng vi khuẩn là dị dưỡng. Con người cũng là sinh vật "dị dưỡng".

Nhìn vào bối cảnh của chuỗi thức ăn, dị dưỡng được gọi là "sinh vật tiêu thụ". Nói ngắn gọn, có nhiều loại "sinh vật tiêu thụ" thuộc tầng lớp sinh thái khác nhau: từ côn trùng ăn thực vật đến động vật có vú ăn thịt hay nấm ăn mảnh vụn và phân.

Chuỗi thức ăn

Như đã đề cập trước đó, chuỗi thức ăn là một hệ thống trong đó các chất dinh dưỡng và năng lượng được truyền từ sinh vật này sang sinh vật khác. Bây giờ chúng ta hãy xem xét kỹ hơn các bộ phận riêng lẻ của chuỗi thức ăn, bắt đầu từ cơ sở của các sinh vật tự sản xuất chất dinh dưỡng và cuối cùng là những sinh vật tự tiêu thụ đỉnh.

Các sinh vật tự dưỡng tạo thành cơ sở chính của chuỗi thức ăn. Chúng bao gồm các sinh vật như thực vật, tảo hoặc vi khuẩn lam, tất cả đều có thể tự sản xuất thức ăn bằng cách quang hợp hoặc hóa tổng hợp.

Dòng sinh vật đầu tiên trực tiếp ăn các sinh vật tự dưỡng được gọi là sinh vật tiêu thụ chính. Sinh vật tiêu thụ chính chủ yếu là động vật ăn cỏ, tức là những động vật ăn thực vật. Tuy nhiên, trong một số chuỗi thức ăn, chúng có thể là loài ăn tảo hoặc ăn vi khuẩn.

Tiếp đến là các sinh vật ăn các sinh vật tiêu thụ chính, được gọi là sinh vật tiêu thụ thứ cấp. Sinh vật tiêu thụ thứ cấp là động vật ăn thịt.

Sau đó, đến các sinh vật ăn "sinh vật tiêu thụ thứ cấp". Đây là những sinh vật tiêu thụ cấp 3, chúng ăn những động vật ăn thịt.

Một số chuỗi thực phẩm có các cấp độ bổ sung, như sinh vật tiêu thụ bậc 4, là loài ăn thịt sinh vật tiêu thụ bậc 3. Những sinh vật này thường ở đầu chuỗi thức ăn và không được ăn bởi những động vật khác. Chúng thường được gọi là sinh vật tiêu thụ đỉnh.

Hãy xem xét chuỗi thực phẩm mẫu trên đây. Nó bắt đầu với việc chuột ăn ngũ cốc từ cánh đồng. Ở đây, ngũ cốc là sinh vật tự dưỡng và chuột là sinh vật tiêu thụ chính. Sau đó, con chuột trở thành bữa trưa cho con rắn hung dữ, một sinh vật tiêu thụ thứ cấp. Cuối cùng, khi một con đại bàng táo bạo phát hiện ra một con rắn, nó sà xuống để bắt con rắn làm bữa tối ngon miệng của chính nó. Ở đây, đại bàng trở thành sinh vật tiêu thụ cấp 3.

Các cấp độ trong chuỗi thức ăn

Mỗi loại được hiển thị trong hình trên được gọi là cấp độ trong chuỗi thức ăn. Mỗi cấp độ cho thấy những thông tin quan trọng, chẳng hạn như có bao nhiêu sự chuyển năng lượng xảy ra trong chuỗi thức ăn hoặc có bao nhiêu bước tiêu thụ có liên quan.

Tuy nhiên, không phải lúc nào một sinh vật cũng nằm ở cùng một cấp độ trong các chuỗi thức ăn. Ví dụ, con người có thể ăn cả động vật và thực vật nên trong các chuỗi thức ăn khác nhau, cấp bậc của chúng ta cũng khác nhau.

Sinh vật phân giải (Decomposers)

Thật thú vị, một nhóm sinh vật tiêu thụ đặc biệt thường bị bỏ qua trong chuỗi thức ăn là các sinh vật phân giải (hay phân hủy). Sinh vật phân giải là những sinh vật ăn các sinh vật đã chết hoặc đang thối rữa. Chúng lấy nguồn dinh dưỡng bằng cách phá vỡ các chất hữu cơ trong cơ thể sinh vật chết hoặc phân.

Trong thực tế, sinh vật phân hủy thường được hình dung là một cấp độ riêng biệt. Là một nhóm, chúng ăn thịt và chất thải đến từ các sinh vật khác ở các cấp độ khác nhau. Ví dụ, sinh vật phân hủy thích ăn thực vật mục nát, xác của một con thỏ hay ăn một nửa hoặc phần còn lại của một con nai bị một con báo săn đuổi. Nói cách khác, sinh vật phân hủy tồn tại song song với sinh vật tự dưỡng và sinh vật tiêu thụ trong một chuỗi thức ăn điển hình.

Các nhóm sinh vật phân hủy đóng vai trò tích cực trong việc giữ cho hệ sinh thái khỏe mạnh. Khi phá vỡ các vật liệu chết và chất thải, chúng giải phóng các chất dinh dưỡng được tái chế và sử dụng làm thức ăn cho các sinh vật tự dưỡng.

Bạch Đằng