การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ เกิดขึ้นได้อย่างไร และสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีบทบาทอย่างไร

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ (Energy Flow)

ในธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดต่างมีบทบาทที่แตกต่างกันเพื่อก่อให้เกิด การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ

ในระบบนิเวศ (Ecosystem) การอาศัยอยู่ร่วมกันของสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิด ก่อให้เกิดความสัมพันธ์ที่แสนสลับซับซ้อน เกิดเป็นโครงสร้างสายใยอาหาร (Food Web) ขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อสิ่งมีชีวิตแต่ละชีวิตเข้ากับสิ่งแวดล้อม ผ่านลำดับขั้นของการบริโภคในห่วงโซ่อาหาร (Food Chain) ซึ่งทำให้เกิด การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ (Energy Flows) และการหมุนเวียนของสสารต่าง ๆ (Nutrient Cycles)

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ, ผู้ผลิต, ผู้บริโภค

ลำดับขั้นของการบริโภค (Tropic Levels) ในระบบนิเวศ

  1. ผู้ผลิต (Producer) คือ สิ่งมีชีวิตที่สามารถสร้างอาหารเองได้ (Autotroph) เช่น พืช และสาหร่ายต่าง ๆ
  2. ผู้บริโภค (Consumer) คือ สิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถสร้างอาหารเองได้ (Heterotroph) เช่น ผู้บริโภคพืช (Herbivore) ผู้บริโภคสัตว์ (Carnivore) ผู้บริโภคทั้งพืชทั้งสัตว์ (Omnivore) และผู้บริโภคซากพืชซากสัตว์ (Detritivore)
    • ผู้บริโภคลำดับที่ 1 (Primary Consumers) เช่น ตั๊กแตน ผึ้ง และหนอน
    • ผู้บริโภคลำดับที่ 2 (Secondary Consumers) เช่น กบ หนู
    • ผู้บริโภคลำดับที่ 3 (Tertiary Consumers) เช่น งู เสือ และจระเข้
    • ผู้บริโภคลำดับที่ 4 (Quaternary Consumers) เช่น นกฮูก เหยี่ยว และมนุษย์
  3. ผู้ย่อยสลาย (Decomposer) มีหน้าที่ย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิตกลับคืนสู่ธรรมชาติ แปรเปลี่ยนอินทรียสารกลับไปเป็นแร่ธาตุ เพื่อให้ผู้ผลิตสามารถนำกลับมาใช้ประโยชน์ได้อีกครั้ง เช่น รา แบคทีเรีย และจุลินทรีย์

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ, ผู้ผลิต, ผู้บริโภค

การถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหาร สามารถแสดงผ่านสามเหลี่ยมพีระมิดทางนิเวศวิทยา (Ecological Pyramid) ได้ 3 ลักษณะ ดังนี้

  • พีระมิดจำนวนของสิ่งมีชีวิต (Pyramid of Numbers)

คือ การแสดงจำนวนประชากรของสิ่งมีชีวิตตามลำดับขั้นของการบริโภคในหนึ่งหน่วยพื้นที่ ซึ่งพีระมิดจำนวนของสิ่งมีชีวิตมักมีรูปลักษณ์ต่างจากพีระมิดฐานกว้างทั่วไป เนื่องจากจำนวนประชากรในระบบนิเวศ ไม่ได้คำนึงถึงมวลชีวภาพของสิ่งมีชีวิต ทำให้เกิดพีระมิดกลับด้านในระบบนิเวศที่มีจำนวนของผู้ผลิตน้อย แต่มีชีวมวลขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถรองรับผู้บริโภคจำนวนมาก

  • พีระมิดมวลชีวภาพ (Pyramid of Biomass)

คือ การแสดงปริมาณมวลรวมชีวภาพหรือเนื้อเยื่อของสิ่งมีชีวิตในแต่ละลำดับขั้นของการบริโภค ในรูปของน้ำหนักแห้ง (Dry Weight) ต่อหนึ่งหน่วยพื้นที่ ซึ่งพีระมิดมวลของสิ่งมีชีวิต สามารถแสดงผลของการถ่ายทอดพลังงานภายในห่วงโซ่อาหารได้แม่นยำขึ้น ถึงแม้จำนวนหรือมวลของสิ่งมีชีวิตจะมีการเปลี่ยนแปลงไปตามช่วงเวลาหรือฤดูกาลต่าง ๆ รวมไปถึงอัตราการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดที่ไม่คงที่

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ, ผู้ผลิต, ผู้บริโภค

  • พีระมิดพลังงาน (Pyramid of Energy)

คือ การแสดงปริมาณพลังงานของสิ่งมีชีวิตในแต่ละลำดับขั้นของการบริโภคภายในห่วงโซ่อาหาร ซึ่งสามารถแสดงผลของการถ่ายทอดพลังงานภายในห่วงโซ่อาหารได้ชัดเจนที่สุด โดยพีระมิดปริมาณพลังงานจะมีลักษณะเป็นพีระมิดฐานกว้างเสมอ ตามปริมาณพลังงานของสิ่งมีชีวิตในแต่ละลำดับขั้นของการบริโภค ซึ่งจะมีค่าลดลงตามลำดับขั้นที่สูงขึ้นตาม “กฎ 10 เปอร์เซ็นต์” (Ten Percent Law)

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ, ผู้ผลิต, ผู้บริโภค

การถ่ายทอดพลังงานของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศ จากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภคลำดับต่าง ๆ จนกระทั่งถึงผู้บริโภคลำดับสุดท้ายหรือผู้ย่อยสลายภายในห่วงโซ่อาหาร จะมีพลังงานสะสมที่ถูกเปลี่ยนเป็นมวลชีวภาพเพียงร้อยละ 10 ถูกส่งผ่านจากผู้ผลิตไปยังผู้บริโภค ซึ่งจะลดลงในแต่ละลำดับขั้นการกินที่สูงขึ้น ตาม “กฎ 10 เปอร์เซ็นต์” (Ten Percent Law) ซึ่งราวร้อยละ 90 ของพลังงานนั้น สูญเสียไปในรูปของพลังงานความร้อนจากกระบวนการเมแทบอลิซึม (Metabolism) ของสิ่งมีชีวิต

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

National Geographic Society – https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/food-web/

โรงเรียนนวมินทราชินูทิศ สตรีวิทยา พุทธมณฑล – http://www.satriwit3.ac.th/files/1211201313292364/files/ecosystem.pdf

Pmfias.com – https://www.pmfias.com/ecological-pyramids-pyramid-numbers-biomass-energy/

BBC – https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zy6rng8/revision/3


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ: หน้าที่ของระบบนิเวศ (Ecosystem Function)

เรื่องแนะนำ

10 เรื่องที่คุณอาจจะยังไม่รู้เกี่ยวกับไอน์สไตน์

10 เรื่องที่คุณอาจจะยังไม่รู้เกี่ยวกับ ไอน์สไตน์ 1.เขาละทิ้งสัญชาติเยอรมันเมื่ออายุ 16 ในช่วงวัยรุ่น อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ รังเกียจความเป็นชาตินิยมทุกรูปแบบ และสนใจที่จะเป็น “พลเมืองของโลก” เสียมากกว่า  เมื่อเขาอายุ 16 เขาละทิ้งสัญชาติ และเป็นคนไร้สัญชาติจนกระทั่งเขาได้รับสัญชาติสวิสในปีค.ศ. 1901 2.ไอน์สไตน์แต่งงานกับนักเรียนหญิงคนเดียวในคลาสวิชาฟิสิกส์ของเขา มิเลวา มาริค เป็นเพียงนักเรียนหญิงคนเดียวในคลาสของไอน์สไตน์ ที่ซูริคโพลิเทคนิค เธอหลงใหลในคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ และ ปรารถนาเจะป็นนักฟิสิกส์ด้วยตัวเอง แต่เธอก็ล้มเลิกความตั้งใจนั้นไปเมื่อเธอแต่งงาน และกลายเป็นแม่ของลูกๆไอน์สไตน์ 3.แฟ้มประวัติไอน์สไตน์ของเอฟบีไอมีจำนวนถึง 1,427 หน้า ในปี 1933 เอฟบีไอเริ่มเก็บแฟ้มประวัติของไอน์สไตน์ ไม่นานก่อนที่เขาจะเดินทางมาสหรัฐฯครั้งที่สาม แฟ้มประวัตินี้มีมากถึง 1,427 หน้า มุ่งเน้นไปยังชีวิตของไอน์สไตน์ที่เกี่ยวข้องกับการเรียกร้องสันติภาพและองค์กรสังคมนิยม แม้แต่ เจ. เอ็ดการ์ ฮูเวอร์ (ผู้อำนวยการและผู้ก่อตั้งเอฟบีไอ) ยังแนะนำว่า ไอน์สไตน์ควรจะถูกห้ามเข้าอเมริกาตามพระราชบัญญัติกีดกันชาวต่างชาติ แต่เขาได้รับการปฏิเสธข้อหาเหล่านี้ 4.ไอน์สไตน์มีลูกนอกสมรส มิเลวาให้กำเนิดบุตรสาวนอกสมรสในปี 1902 ขณะที่อาศัยอยู่กับครอบครัวของเธอในเซอร์เบีย เด็กน้อยมีชื่อว่า ไลเซิล และนักประวัติศาสตร์เชื่อว่าเธอตายตั้งแต่ยังเป็นทารกด้วยโรคไข้อีดำอีแดง (โรคที่เกิดจากการติดเชื้อในระบบทางเดินหายใจซึ่งเกิดจากแบคทีเรีย) หรืออาจจะถูกรับไปเลี้ยง […]

อยากนอนหลับใช่ไหม ลองอ่านเรื่องนี้สิ

เราหมายความตามนี้จริงๆ ลองอ่านเรื่องนี้ดู แล้วคุณจะพบว่าการนอนหลับตอนกลางคืนที่ดีต่อสุขภาพเป็นอย่างไร และเหตุใดแสงสีฟ้าจากอุปกรณ์อิเล่็กทรอนิกส์จึงทำให้เรานอนไม่พอ

ความลับเบื้องหลังความงาม ทำไมใครๆ ก็ชอบคนสวย?

การมองคนสวยคนหล่อสร้างความพึงพอใจ สิ่งนี้เกี่ยวพันกับระบบการให้รางวัลแก่สมองไม่ต่างไปจากการกินขนมหวาน ด้านผู้เชี่ยวชาญวิวัฒนาการมองว่า ความหน้าตาดีถูกเชื่อมโยงเข้ากับการมีพันธุกรรมที่ดีด้วย ใครๆ จึงพากันชมชอบ