การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ ห่วงโซอาหาร และสายใยอาหาร

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ ดวงอาทิตย์นับเป็นแหล่งที่ให้พลังงานกับระบบนิเวศโลกได้รับพลังงานนี้ในรูปของการแผ่รังสี แต่รังสีทั้งหมดที่ส่งมาจากดวงอาทิตย์นั้น จะผ่านบรรยากาศของโลกลงมาเพื่อใช้ในการสังเคราะห์แสงเพียงประมาณ 1% เท่านั้น ผู้ผลิตในระบบนิเวศจะเป็นพวกแรกที่สามารถจับพลังงานจากดวงอาทิตย์ไว้ได้ ในขบวนการสังเคราะห์แสงผู้ผลิตซึ่งเป็นพืชที่มีคลอโรฟิลนี้ จะเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมี แล้วนำพลังงานเคมี นี้ไปสังเคราะห์สารประกอบ ที่มีโครงสร้างอย่างง่าย คือ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ให้เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างซับซ้อนและมีพลังงานสูง คือ คาร์โบไฮเดรท (CH 2n)

การถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศ  

พลังงานที่ผู้ผลิตรับไว้ได้จากดวงอาทิตย์ และเปลี่ยนไปอยู่ในรูปของสารอาหารนี้จะมีการถ่ายทอดไปตามลำดับขั้น ของการกินอาหารภายในระบบนิเวศ คือ ผู้บริโภคจะได้รับพลังงานจากผู้ผลิต โดยการกินต่อกันเป็นทอด ๆ ในแต่ละลำดับขั้นของการถ่ายทอดพลังงานนี้ พลังงงานจะค่อย ๆ ลดลงไปในแต่ละลำดับเรื่อย ๆ ไปเนื่องจากได้สูญเสียออกไปในรูปของความร้อน การรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ โดยผู้ผลิตเป็นจุดแรกที่มีความสำคัญยิ่งต่อระบบนิเวศนั้น ระบบนิเวศใดรับพลังงานไว้ได้มากย่อมแสดงให้เห็นว่าระบบนิเวศนั้นมีความอุดมสมบูรณ์มาก การเคลื่อนย้ายหรือถ่ายทอดพลังงานในระบบนิเวศในรูปของอาหารจากผู้ผลิตไปสู่ผู้บริโภค และจากผู้บริโภคไปสู่ผู้บริโภคอันดับต่อไปเป็นลำดับขั้นมีลักษณะเป็น "ลูกโซ่อาหาร" หรือ "ห่วงโซ่อาหาร" (food chain)

ในสภาพธรรมชาติจริง ๆ แล้ว การกินกันอาจไม่ได้เป็นไปตามลำดับที่แน่นอน เช่นที่กล่าวมาเพราะผู้ล่าชนิดหนึ่งอาจจะล่าเหยื่อได้หลายชนิดและขณะเดียวกันนี้ อาจจะตกเป็นเหยื่อของผู้ล่า เนื่องจากทุก ๆ ลำดับขั้นของการถ่ายทอดจะมีพลังงานสูญไปในรูปของความร้อนประมาณ 80-90% ดังนั้นลำดับของการกินในลูกโซ่อาหารนี้จึงมีจำนวนจำกัด โดยปกติจะสิ้นสุดในลำดับสี่ถึงห้าเท่านั้นลูกโซ่อาหาร สายใดมีลักษณะสั้นก็จะยิ่งมีประสิทธิภาพดีเท่านั้นเพราะมีพลังงานรั่วไหลไปจากลูกโซ่ได้น้อย เช่นชนิดอื่น ๆ อีกหลายชนิดเช่นกัน การถ่ายทอดพลังงาน จึงมีความซับซ้อนมากขึ้น และสัมพันธ์เกี่ยวโยงกัน ไปมาในลักษณะ "ข่ายใยอาหาร" หรือ "สายใยอาหาร" (food web)

ห่วงโซ่อาหาร

พลังงานทั้งหลายในระบบนิเวศนี้เกิดจากแสงอาทิตย์ พลังงานแสงถูกถ่ายทอดโดยเปลี่ยนรูปเป็นพลังงานศักย์ สะสมไว้ในสารอาหาร ซึ่งเกิดจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง แล้วถูกถ่ายทอดไปสู่ผู้บริโภคลำดับต่างๆ ในระบบนิเวศ ซึ่งมีความสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนในรูปแบบที่เรียกว่า สายใยอาหาร (food web การกินต่อกันเป็นทอดๆ

ห่วงโซ่อาหาร(Food chain)

ห่วงโซ่อาหารแบบผู้ล่า(Predater chain หรือ Grazing food chain) เป็นห่วงโซ่อาหารแบบจับกินเป็นลำดับขั้น โดยเริ่มจากผู้ผลิตหรือพืชถูกกินโดยผู้บริโภคพืช จากนั้น ผู้บริโภคพืชถูกกินต่อโดยผู้บริโภคสัตว์ และผู้บริโภคสัตว์ถูกกินโดยผู้บริโภคสัตว์ลำดับต่อๆ ไป ดังนั้นการถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหารแบบนี้ จึงประกอบด้วยผู้ล่า(Predator) และเหยื่อ (Prey) ดังตัวอย่าง

ห่วงโซ่อาหารแบบปรสิต(Parasitic chain) เริ่มจากผู้ถูกอาศัย(Host) จะถ่ายทอดพลังงานไปสู่ปรสิต และจากปรสิตไปสู่ปรสิตอันดับสูงกว่า(Hyperparasite) โดยมีรูปแบบของห่วงโซ่ อาหารและตัวอย่างดังนี้

ห่วงโซ่อาหารแบบเศษอินทรีย์ (Detritus chain) เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มจากซากพืชหรือซากสัตว์ (Detritus) ถูกกินโดยผู้บริโภคซากพืชหรือซากสัตว์ซึ่งจะถูกกินต่อโดยผู้บริโภคสัตว์ หรือเริ่มจากซากพืชซากสัตว์ถูกย่อยโดยรา และราถูกกินโดยผู้บริโภคราเป็นอาหาร ดังตัวอย่าง

ห่วงโซ่อาหารแบบผสม (Mixed chain) เป็นห่วงโซ่อาหารที่มีการถ่ายทอดพลังงานระหว่างสิ่งมีชีวิตหลายๆ ประเภท ซึ่งในแต่ละห่วงโซ่อาหารอาจมีทั้งแบบผู้ล่า และแบบปรสิต เช่น เริ่มต้นจากผู้ผลิตจะถ่ายทอดพลังงานไปยังผู้บริโภคที่กินพืชซึ่งจะถ่ายทอดพลังงานต่อไปยังปรสิต เป็นต้น ดังตัวอย่าง

สายใยอาหาร

ความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในระบบนิเวศหนึ่งๆ ที่มีการถ่ายทอดพลังงานที่ประกอบด้วย หลายโซ่อาหาร ดังแผนภาพ

สายใยอาหาร (Food web) หมายถึง ห่วงโซ่อาหารที่ซับซ้อนหลายๆ ชุด (Complex food chain) ซึ่งต่อเนื่องกัน ทำให้เกิดการถ่ายทอดพลังงานในรูปอาหารระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อน จึงมีโอกาสถ่ายทอดพลังงานได้หลายทิศทาง ความสัมพันธ์เชิงอาหารระหว่างสิ่งมีชีวิต ในลักษณะสายใยอาหารจะเกิดในธรรมชาติจริงๆ มากกว่าในลักษณะห่วงโซ่อาหาร เพราะว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดกินอาหารได้หลายชนิด และสิ่งมีชีวิตบางชนิดเป็นอาหารของสัตว์ได้หลายชนิด จึงเกิดห่วงโซ่อาหารเชื่อมโยงกันคล้ายใย แมงมุม ดังภาพ

ในระบบนิเวศหนึ่งๆ จะมีสิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดอาศัยอยู่ร่วมกันเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตและมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ที่สำคัญคือการเป็นอาหาร ทำให้มีการถ่ายทอดพลังงานในโมเลกุลของอาหารต่อเนื่องเป็นลำดับจากพืช เป็นผู้ผลิต ( Producer ) สู่ผู้บริโภค ( Herbivore ) ผู้บริโภคสัตว์ ( Carnivore ) กลุ่มผู้บริโภคทั้งพืชและสัตว์ ( Omnivore ) และผู้ย่อยสลายอินทรียสาร ( Decomposer ) ตามลำดับในห่วงโซ่อาหาร( Food Chain ) ในระบบนิเวศธรรมชาติระบบหนึ่งๆ จะมีห่วงโซ่อาหารสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อนหลายห่วงโซ่ เป็นสายใยอาหาร ( Food Web )

ระหว่างสิ่งมีชีวิตในสายใยอาหารในแผนภาพจะเห็นว่าเป็นความสัมพันธ์ที่เป็นการแก่งแย่งกันระหว่างสิ่งมีชีวิตแต่ละ สปีซีส์ คือ เป็นเหยื่อกับผู้ล่าเหยื่อ ( Prey – Predator Interaction ) ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ที่มีฝ่ายหนึ่งได้ประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์ ไลเคนส์เป็นสิ่งมีชีวิต 2 ชนิด คือ รากับสาหร่ายสีเขียว การอยู่ร่วมกันนี้ทั้งสาหร่ายและราต่างได้รับประโยชน์ กล่าวคือ สาหร่ายสร้างอาหารเองได้แต่ต้องอาศัยความชื้นจากรา ราก็ได้อาศัยอาหารที่สาหร่ายสร้างขึ้นและให้ความชื้นแก่ สาหร่าย ความสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิต 2 ชนิดที่อาศัยอยู่ร่วมกันชั่วคราวหรือตลอดไป และต่างฝ่ายต่างได้ประโยชน์ เรียกว่า ภาวะทีพึ่งพากัน ( Mutualism )

แบคทีเรีย พวกไรโซเบียม ( Rhizobium ) ที่อาศัยอยู่ที่ปมรากพืชตระกูลถั่ว โดยแบคทีเรียจับไนโตรเจนในอากาศ แล้วเปลี่ยนเป็นสารประกอบไนเตรตที่พืชนำไปใช้ ส่วนแบคทีเรียก็ได้พลังงานจากการสลายสารอาหารที่มีอยู่ในรากพืช นอกจากนี้ความสัมพันธ์ระหว่างซีแอนีโมนีกับปูเสฉวน มดดำกับเพลี้ยก็เป็นความสัมพันธ์แบบพึ่งพาฝ่ายหนึ่งได้รับ ประโยชน์เพียงฝ่ายเดียว แต่อีกฝ่ายหนึ่งไม่เสียประโยชน์แต่อย่างใด เช่น เหาฉลามเกาะอยู่บนปลาฉลาม พืชที่เจริญบนต้นไม้ใหญ่ เช่น เฟิร์น พลูด่าง กล้วยไม้ เถาวัลย์ ที่เลื้อยพันอยู่กับต้นไม้ใหญ่เฉพาะบริเวณเปลือกของลำต้น เพื่ออาศัยความชื้นและแร่ธาตุบางอย่างจากเปลือกต้นไม้เท่านั้น โดยต้นไม้ใหญ่ไม่เสียประโยชน์เรียกความสัมพันธ์เช่นน ี้ว่า ภาวะอ้างอิง ( Commensalism )

ฝ่ายหนึ่งได้รับประโยชน์และอีกฝ่ายหนึ่งเสียประโยชน์ คือความสัมพันธ์ที่เรียกว่า ภาวะปรสิต ( Parasitism ) เช่น เห็บที่อาศัยที่ผิวหนังของสุนัข สุนัขเป็นผู้ถูกอาศัย ( Host ) ถูกเห็บสุนัขดูดเลือดจึงเป็นฝ่ายเสียประโยชน์ ส่วนเห็บซึ่ง เป็นปรสิต ( Parasite ) ได้รับประโยชน์คือได้อาหารจากเลือดของสุนัข ภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ยังเป็นที่อาศัยของปรสิตหลายชนิด เช่น พยาธิใบไม้ในตับ พยาธิไส้เดือน พยาธิตัวตืด ในทางเดินอาหาร เป็นต้น กลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เป็นผู้ย่อยสลายอินทรียสาร ได้แก่ แบคทีเรีย เห็ด รา จะสร้างสารออกมาย่อยสลายซากสิ่งมีชีวิต บางส่วน ของสารที่ย่อยแล้วจะถูกดูดกลับไปใช้ในการดำรงชีวิต ด้วยกระบวนการดังกล่าวทำให้ซากสิ่งมีชีวิตเน่าเปื่อยย่อยสลาย เป็นอนินทรียสารกลับคืนสู่สิ่งแวดล้อม ความสัมพันธ์แบบนี้เรียกว่า ภาวะมีการย่อยสลาย ( Saprophytism )

สมาชิก นางสาวกิตติยา บัวพันธ์ 493050181-5 นางสาวกิตติยา บัวพันธ์ 493050181-5 นางสาวบุหลัน ป่าส่าน 493050183-1 นางสาวศิรินภา ไพยเสน 493050271-4 นางสาวรัตนา ละออง 493050441-5 นายศิวศิษฏ์ เลิศศรี 493050443-1