Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn: sinh vật sản xuất, tiêu thụ và phân giải

Chuỗi thức ăn là một con đường ăn - bị ăn. Lưới thức ăn là mạng lưới gồm nhiều con đường ăn - bị ăn có liên kết với nhau trong cùng một hệ sinh thái. Nếu cần phân biệt nhanh, thì chuỗi là phiên bản đơn giản hóa, còn lưới là phiên bản thực tế hơn.

Các vai trò chính cũng khá đơn giản. Sinh vật sản xuất tự tạo ra thức ăn, sinh vật tiêu thụ lấy năng lượng bằng cách ăn sinh vật khác, còn sinh vật phân giải phân hủy xác chết và chất thải. Khi đã nắm rõ các vai trò này, hầu hết các sơ đồ chuỗi thức ăn và lưới thức ăn sẽ dễ đọc hơn nhiều.

Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn: khác nhau ở điểm nào?

Chuỗi thức ăn cho thấy một con đường duy nhất trong hệ sinh thái. Nó hữu ích vì thứ tự ăn - bị ăn rất dễ nhìn thấy.

Lưới thức ăn cho thấy nhiều con đường có liên kết với nhau. Phần lớn sinh vật ăn nhiều hơn một loại thức ăn và cũng có thể bị nhiều loài khác ăn, nên các hệ sinh thái thực tế thường giống mạng lưới hơn là những đường thẳng.

Vì vậy, chuỗi thức ăn là một mô hình, chứ không phải bản đồ đầy đủ của tự nhiên.

Sinh vật sản xuất, tiêu thụ và phân giải

Sinh vật sản xuất tự tạo ra thức ăn của mình, thường là nhờ quang hợp. Trong nhiều hệ sinh thái quen thuộc, thực vật xanh và tảo là những sinh vật sản xuất chính.

Sinh vật tiêu thụ lấy năng lượng bằng cách ăn sinh vật khác. Sinh vật tiêu thụ bậc một ăn sinh vật sản xuất. Sinh vật tiêu thụ bậc hai ăn sinh vật tiêu thụ bậc một. Các sinh vật tiêu thụ ở bậc cao hơn ăn ở những mắt xích phía trên của chuỗi.

Sinh vật phân giải như nấm và nhiều loài vi khuẩn phân hủy xác sinh vật và chất thải. Chúng dễ bị bỏ qua trong một chuỗi thức ăn đơn giản ở lớp học, nhưng lại rất thiết yếu vì chúng giúp đưa chất dinh dưỡng trở lại môi trường.

Có một điều kiện quan trọng: nếu nền tảng của một hệ sinh thái không phải là quang hợp, thì vai trò sinh vật sản xuất có thể do những sinh vật sử dụng năng lượng hóa học đảm nhận. Điểm khởi đầu phụ thuộc vào từng hệ sinh thái.

Ví dụ minh họa: một chuỗi biến thành lưới như thế nào

Bắt đầu với một chuỗi thức ăn đơn giản ở đồng cỏ:

$$\text{grass} \to \text{rabbit} \to \text{fox}$$

Cỏ là sinh vật sản xuất. Thỏ là sinh vật tiêu thụ bậc một vì nó ăn sinh vật sản xuất. Cáo là sinh vật tiêu thụ bậc cao hơn vì nó lấy năng lượng bằng cách ăn thỏ.

Bây giờ hãy làm cho ví dụ thực tế hơn. Thỏ không chỉ ăn một loại cây, và cáo cũng không chỉ ăn thỏ. Nếu cỏ cũng là thức ăn của chuột, và cả thỏ lẫn chuột đều có thể bị cáo hoặc diều hâu ăn, thì bức tranh không còn là một đường thẳng nữa. Nó trở thành một lưới thức ăn.

Sinh vật phân giải vẫn rất quan trọng trong ví dụ này dù chúng không được thể hiện trong mũi tên ở trên. Khi cỏ, thỏ hoặc cáo chết đi, sinh vật phân giải sẽ phân hủy vật chất đó và giúp chất dinh dưỡng quay trở lại đất.

Đó là lý do hai khái niệm này thường được dạy cùng nhau: chuỗi giúp dễ nắm bắt quy luật, còn lưới cho thấy hệ sinh thái thực sự vận hành như thế nào.

Dòng năng lượng và chu trình chất dinh dưỡng

Các sơ đồ chuỗi thức ăn thường được giới thiệu như sơ đồ ăn - bị ăn, nhưng thực ra chúng nói về dòng năng lượng. Trong hầu hết các ví dụ ở trường học, năng lượng đi vào qua sinh vật sản xuất và trở nên ít khả dụng hơn cho hoạt động sống ở mỗi bậc tiếp theo.

Chất dinh dưỡng thì khác. Những chất dinh dưỡng như carbon và nitrogen có thể được tái sử dụng, nên chúng tuần hoàn trong hệ sinh thái. Nếu bỏ lỡ sự khác biệt này, sinh vật phân giải có thể trông như là "bước cuối cùng" của chuỗi. Vai trò sinh thái quan trọng của chúng là phân hủy vật chất và hỗ trợ chu trình chất dinh dưỡng.

Những lỗi thường gặp với chuỗi thức ăn và lưới thức ăn

Nghĩ rằng chuỗi thức ăn thể hiện toàn bộ hệ sinh thái

Không phải vậy. Nó chỉ thể hiện một con đường duy nhất. Các hệ sinh thái thực tế thường được biểu diễn tốt hơn bằng lưới thức ăn.

Quên sinh vật phân giải

Sinh vật phân giải có thể không nằm gọn ở cuối mọi sơ đồ mũi tên đơn giản, nhưng chúng vẫn tác động lên vật chất chết từ nhiều phần của lưới.

Cho rằng mọi sinh vật tiêu thụ chỉ ăn một thứ

Chính giả định đó biến một lưới thành một chuỗi bị đơn giản hóa quá mức. Nó có thể hữu ích cho việc học, nhưng hiếm khi phản ánh đầy đủ thực tế.

Nhầm lẫn giữa dòng năng lượng và sự tái chế chất dinh dưỡng

Năng lượng đi qua hệ thống và trở nên ít khả dụng hơn sau mỗi lần truyền. Chất dinh dưỡng được tái sử dụng, nên chúng tuần hoàn.

Khi nào chuỗi thức ăn và lưới thức ăn được sử dụng

Chuỗi thức ăn và lưới thức ăn được dùng trong sinh thái học, bảo tồn, nông nghiệp và khoa học môi trường. Chúng giúp giải thích vì sao sự thay đổi ở một quần thể có thể ảnh hưởng đến các quần thể khác, vì sao mất môi trường sống có thể gây tác động dây chuyền trong một hệ, và vì sao ô nhiễm có thể lan truyền qua các mối quan hệ ăn - bị ăn.

Chúng cũng liên hệ tự nhiên với các chủ đề như hệ sinh thái, quang hợp, hô hấp và tương tác quần thể.

Tự thử vẽ một phiên bản của bạn

Hãy thử với ao, rừng hoặc đồng cỏ. Trước tiên, vẽ một chuỗi thức ăn gồm ba hoặc bốn sinh vật. Sau đó thêm hai mối liên kết ăn - bị ăn nữa và xem nó nhanh chóng biến thành lưới thức ăn như thế nào.