2.1 Získávání energie

Producenti

Jediným využitelným zdrojem energie pro naprostou většinu organismů na Zemi je Slunce, přesněni světelná energie ze Slunce. Jedinými organismy na Zemi, které dovedou tuto světelnou energii zachytávat a přeměňovat na energii chemickou jsou rostliny, konkrétně zelené části rostlin. Tento děj se nazývá fotosyntéza a dochází při ní za pomoci světelné energie k přeměně energeticky chudých látek, jako jsou voda a oxid uhličitý, na látky energeticky bohaté (glukózu). Odpadem při tomto procesu je kyslík a voda. Podstatou fotosyntézy tedy je ukládání energie v podobě organických látek. Pro svou jedinečnou schopnost získávat a ukládat energii ze Slunce označujeme zelené rostliny jako PRODUCENTY.

Rovnice fotosyntézy:

12 H2O + 6 CO2 + světelná energie ---> C6H10O6 + 6O2+ 6 H2O

Pro proces fotosyntézy rostliny získávají vodu skrze své kořeny a oxid uhličitý do nich vniká skrze průduchy na listech. Odpadní kyslík a voda ve formě vodní páry z rostlin odchází opět skrze průduchy na listech.

Obrázek č. M Průduchy

Rostliny mohou cukr, podobně jako kyslík vzniklý při fotosyntéze, využít jako zdroj energie pro metabolické procesy svého těla, jako stavební látky svého těla, ale také látky zásobní, které ukládají v různých částech svého těla. Tyto látky jsou transportovány do zásobních orgánů, které pomáhají rostlinám přežít v zimním či suchém období – např. cibule, hlízy, zásobní kořeny, případně do semen, kde zajistí energii pro klíčení nové rostliny.

Samotná energie a látky vzniklé při fotosyntéze rostlinám k životu nestačí. Další důležitou složkou rostlinného těla jsou minerální látky, které získávají z půdy rozpuštěné ve vodě. Tímto způsobem se do rostlin dostávají např. vápník, železo, hořčím a mnohé další.

 

Konzumenti

Většina organismů, především živočichů, potřebuje získat energie a minerální látky v chemických vazbách jako svou potravu. Za potravu jim mohou sloužit jako těla rostlin, tak těla hub a živočichů. Díky trávicím enzymům dochází k rozložení potravy na co nejjednodušší látky, které mohou být transportovány po těle na místo budoucího využití. Zde tyto látky (cukry, tuky a bílkoviny) slouží jako okamžitý zdroj energie, látky stavební a látky zásobní. Pro svou neschopnost získávat energii jinak než konzumací jiných organismů označujeme tyto organismy jako KONZUMENTY.

Živočichy můžeme dělit podle přijímané potravy do tří skupin – na býložravce, masožravce a všežravce.

Býložravci (a živočichové převážně býložraví) se živí rostlinnou potravou. Jejich trávicí trubice bývají relativně dlouhé, protože k rozložení rostlinné potravy je potřeba delšího působení trávicích enzymů. V některých případech jsou trávicí enzymy natolik specifické, že živočich může konzumovat pouze jeden nebo omezený počet rostlin (např. koala eukalyptové listy apod.) Jako příklady býložravců lze uvézt např. srnce, jelena, daňka, králíka, zajíce, bobra, ale také motýli, včely, ruměnice, mšice apod.

Masožravci (a živočichové převážně masožraví) se živo potravou živočišného původu. Může se jednat o maso, ale také srst a kůži jiných živočichů, vajíčka, kosti, krev, med a podobně. Trávicí trakt těchto živočichů bývá relativně krátký, protože k trávení živočišných bílkovin dochází rychleji. Jako příklady lze uvézt např. kočku, psa, krtka, ježka, většinu druhů netopýrů, všechny naše obojživelníky, plazy mimo suchozemské želvy, z hmyzu střevlíka, slunéčko sedmitečné, vážky apod.

Všežravci jsou živočichové, kteří jsou schopni konzumace jak rostlinné, tak i živočišné potravy. Pokud mají příležitost, dávají přednost živočišné potravě, případně střídají živočišnou a rostlinnou potravu podle dostupnosti v průběhu roku. Např. mnozí ptáci v období kladení vajec a krmení mláďat vyhledávají potravu živočišnou, v zimním období pak přechází na potravu rostlinnou. Mezi všežravce lze zařadit většinu u nás žijících ptáků a savců. Jsou to například hraboši, myši, verky, lasice, prase divoké, medvěd, strakapoud, sýkory, kosi, bažanti, koroptve, a další.

 

Dekompozitoři

Ne všechny organismy jsou schopny živit se jinými živými organismy, ale jako zdroj potravy a energie využívají těla již odumřelých rostlin, hub, živočichů, nebo jejich části. Rozkladem těchto mrtvých těl získávají energii i potřebné minerální látky. Mezi DEMKPOZITORY, nebo také česky ROZKLADAČE patří především bakterie, mnohé houby a někteří živočichové jako např. mnohonožka, hrobařík, žížala apod.

 

2.2 Využívání energie

Skutečnost, že organismus získal energii potřebnou ke svému životu (ať již při fotosyntéze nebo v potravě) mu nezaručuje, že ji bude moci využít. Organické látky bohaté na energii jsou transportovány do buněk organismů, kde jsou rozloženy na látky anorganické, energeticky chudé za pomoci kyslíku během buněčného dýchání. Takto získaná energie je využita pro funkci jednotlivých organel, tedy i celého organismu.

Pokud je energeticky bohatých látek více, než organismus nezbytně potřebuje pro pokrytí všech svých potřeb, energie se ukládá v různých částech těla organismu opět ve formě organických látek, pro daný organismus specifických.

Rostliny nejčastěji ukládají energii do rozmnožovacích orgánů (semen, plodů) a zásobních orgánů (zásobní kořen, cibule, hlíza), které také slouží k přežití rostliny během nepříznivých období. Nejčastěji jsou tímto způsobem ukládány tuky a sacharidy.

Živočichové ukládají energii nejčastěji ve svých tělech v podobě tukových zásob, ze kterých mohou čerpat v případě nedostatku. Většinou se však snaží pokrýt zvýšenou potřebu energie zvýšením příjmu potravy. S tím souvisí např. načasování nové generace na jarní měsíce, kdy se postupně zvyšuje množství využitelné potravy, snížení aktivity během zimních měsíců díky zimnímu spánku, migrace za potravou apod.

Původně světelnou energii ze Slunce najdeme na Zemi dlouhodobě uloženou také v uhlí, ropě a zemním plynu. Původně těla živých organismů se přeměnila na tyto suroviny a energie, kterou získaly původní organismy při fotosyntéze nebo z potravy tak byla uchována.

 

Potravní vztahy

Mezi složkami neživé přírody (vodou, vzduchem, energií, minerálními látkami) a živými organismy žijícími na určitém místě v daném čase dochází ke koloběhu prvků a toku energie. Tento vzájemně provázaný systém označujeme jako EKOSYSTÉM.

Nejjednodušeji můžeme vyjádřit vzájemné vztahy jako POTRAVNÍ ŘETĚZCE.

Obrázek č.K Potravní řetězec

Na počátku potravního řetězce pastevně kořistnického musí být zdroj energie, tedy producent, který dovede energii Slunce přeměnit na organické látky. Následuje býložravec, za ním v dalším sledu masožravci, kteří se jim živí. (Speciálními příklady jsou potravní řetězce paraziticky – první je „oběť, následuje parazit, a dekompoziční – první je rozkládaný organismus a následuje rozkladač)

Vztahy v ekosystémech jsou ovšem mnohem komplikovanější. Až na úzce specializované druhy, které konzumují výhradně jeden druh nebo úzkou skupinu druhů (např. mandelinka bramborová, kterou díky její jedovatosti hned tak něco nesežere) jsou rostliny a živočichové potravou pro více druhů živočichů. To nám nejpřesněji znázorní potravní síť.

Obrázek č. KK Potravní síť

(U potravního řetězce i potravní sítě vždy směřuje šipka ve směru toku energie, tedy od požíraného k žeroucímu).

Pro znázornění poměru mezi producenty a jednotlivými konzumenty se využívá potravní pyramida. V nejširším místě potravní pyramidy jsou znázornění producenti, nad nimi v jednotlivých zužujících se patrech konzumenti I.řádů – býložravci, nad nimi konzumenti II. řádu – všežravci a masožravci a ne vrcholu vrcholoví predátoři.

Obrázek č.KK Potravní pyramida