Voedselketens en voedselwebben

In een ecosysteem bestaan complexe voedselrelaties tussen organismen. Een voedselketen is een reeks van organismen waarbij de een als voedsel dient voor de ander. Een voedselweb bestaat uit meerdere onderling verbonden voedselketens en laat zien hoe energie en stoffen door het ecosysteem bewegen.

Trofische niveaus

Elk organisme in een voedselketen bevindt zich op een bepaald trofisch niveau:

• Producenten: Organismen die fotosynthese uitvoeren, zoals planten en algen.
• Consumenten: Dieren die andere organismen eten. Ze worden ingedeeld in:
  • Consumenten van de eerste orde (herbivoren)
  • Consumenten van de tweede en hogere orde (carnivoren en omnivoren)
• Reducenten: Bacteriën en schimmels die organisch materiaal afbreken en voedingsstoffen teruggeven aan het milieu.

Energie- en biomassa-overdracht

Niet alle energie die een organisme opneemt, wordt doorgegeven naar het volgende trofische niveau. Een groot deel van de energie gaat verloren door ademhaling, warmteproductie en uitwerpselen. Dit wordt weergegeven in een piramide van energie en een piramide van biomassa.

Symbiose en interacties tussen soorten

Binnen een ecosysteem bestaan verschillende vormen van soortinteracties:

• Mutualisme: Beide soorten hebben voordeel, zoals bijen en bloemen.
• Commensalisme: Eén soort heeft voordeel, de ander ondervindt geen nadeel, zoals boommos op een boomstam.
• Parasitisme: Eén soort heeft voordeel ten koste van de ander, zoals lintwormen in een menselijk lichaam.

Zelfregulatie in ecosystemen

Ecosystemen hebben een zelfregulerend vermogen. Dit betekent dat populatiedichtheden en voedselrelaties in evenwicht blijven door dynamische processen, zoals predatie, concurrentie en kringloopprocessen.

Door het begrijpen van voedselrelaties kunnen ecologen beter voorspellen hoe menselijke invloeden, zoals landbouw en milieuvervuiling, ecosystemen beïnvloeden en hoe ze beschermd kunnen worden.

Energiedoorstroming in een ecosysteem

Binnen een ecosysteem vindt een continue doorstroming van energie plaats. De energie begint bij de zon, waarvan producenten via fotosynthese energie vastleggen in organische stoffen. Deze energie wordt doorgegeven aan consumenten en uiteindelijk afgebroken door reducenten.

Ecologische piramiden

Een ecologische piramide geeft de verdeling van energie, aantallen of biomassa weer per trofisch niveau. Er zijn verschillende soorten piramiden:

• Piramide van aantallen: laat zien hoeveel individuen er per trofisch niveau zijn. Soms heeft deze geen piramidevorm, bijvoorbeeld als één boom (producent) veel herbivoren ondersteunt.
• Piramide van biomassa: toont de totale massa van organismen per trofisch niveau. Deze heeft meestal een echte piramidevorm, omdat er minder biomassa is naarmate je hoger in de voedselketen komt.
• Piramide van energie: geeft de energieoverdracht weer tussen trofische niveaus. Deze piramide heeft altijd een piramidevorm, omdat energie verloren gaat door warmteverlies en ademhaling.

Energieverlies in de voedselketen

Niet alle energie die door een organisme wordt opgenomen, komt terecht in het volgende trofische niveau. Een deel gaat verloren door:

• Onverteerbare delen zoals botten en cellulose.
• Dissimilatie, waarbij energie vrijkomt als warmte.
• Uitwerpselen, waarin een deel van de energie blijft opgeslagen.

Slechts een klein percentage van de oorspronkelijke zonne-energie wordt doorgegeven naar de volgende niveaus.

Kringlopen van stoffen

Naast energie vindt er in ecosystemen ook een circulatie van stoffen plaats. Dit gebeurt via kringlopen zoals:

• De koolstofkringloop: waarbij CO₂ wordt opgenomen door planten, omgezet in organische stoffen en weer terugkeert door ademhaling en verbranding.
• De stikstofkringloop: waarin bacteriën zorgen voor de omzetting van stikstofverbindingen, zodat planten deze kunnen opnemen en doorgeven in de voedselketen.
• De waterkringloop: waarbij water verdampt, condenseert en via neerslag weer in ecosystemen terechtkomt.

Belang van energiestromen en kringlopen

De energie- en stofstromen binnen ecosystemen zorgen ervoor dat organismen kunnen overleven en dat ecosystemen in evenwicht blijven. Veranderingen door menselijke activiteiten, zoals milieuvervuiling en klimaatverandering, kunnen deze natuurlijke processen verstoren en de biodiversiteit beïnvloeden.