영양 수준

유기체의 영양 수준은 먹이 그물에서 차지하는 위치이다.먹이사슬은 다른 유기체를 잡아먹는 유기체의 연속이고, 결국 스스로 잡아먹힐 수도 있다.유기체의 영양 수준은 사슬의 시작 단계부터의 단계 수입니다.먹이 그물은 식물과 같은 1차 생산자와 함께 영양 레벨 1에서 시작하여 레벨 2의 초식동물, 레벨 3 이상의 육식동물, 그리고 보통 레벨 4, 또는 5의 최상위 포식자로 끝날 수 있습니다.사슬을 따라 난 경로는 단방향 흐름 또는 음식 "웹"을 형성할 수 있습니다.생물다양성이 높은 생태공동체는 보다 복잡한 영양 경로를 형성한다.

영양이라는 단어는 음식이나 ^[1]영양분을 가리키는 그리스어 트로피(troph)에서 유래했다.

역사

영양 수준의 개념은 레이먼드 린데만(1942년)에 의해 개발되었으며, 어거스트 티네만(1926년)의 용어인 "생산자", "소비자", "축소자" (린데만(^[2][3]Lindeman에 의해 "디컴포서"로 수정됨)에 기초하였다.

개요

유기체가 음식을 얻는 세 가지 기본적인 방법은 생산자, 소비자, 그리고 분해자로서의 것이다.

• 생산자(자생동물)는 전형적으로 식물이나 조류입니다.식물과 조류는 보통 다른 유기체를 먹지 않고, 흙이나 바다에서 영양분을 뽑아 광합성을 이용하여 그들만의 음식을 만든다.이러한 이유로 그들은 1차 생산자라고 불린다.이런 식으로,^[4] 먹이사슬의 기초에 전력을 공급하는 것은 보통 태양으로부터 오는 에너지이다.태양빛이 들지 않는 심해 열수 생태계는 예외다.여기서 1차 생산자들은 ^[5]화학합성이라고 불리는 과정을 통해 음식을 생산한다.
• 소비자(헤테로트로프)는 스스로 음식을 제조할 수 없고 다른 유기체를 섭취해야 하는 종이다.1차 생산자를 먹는 동물들은 초식동물이라고 불린다.다른 동물을 먹는 동물은 육식동물이라고 불리며, 식물과 다른 동물을 모두 먹는 동물은 잡식동물이라고 불린다.
• 분해자(디트리토믹)는 죽은 식물과 동물의 물질과 폐기물을 분해해 에너지와 영양분으로 생태계에 다시 방출해 재활용한다.박테리아와 곰팡이(머시룸)와 같은 분해제는 노폐물과 죽은 물질을 먹고 살며, 그것을 무기 화학 물질로 변환시켜 식물이 다시 사용할 수 있는 미네랄 영양소로 재활용할 수 있다.

영양 수준은 식물에서 레벨 1부터 숫자로 나타낼 수 있습니다.영양 수준은 먹이 사슬을 따라 유기체가 얼마나 떨어져 있는지에 따라 후속적으로 번호가 매겨진다.

• 레벨 1: 식물과 해조는 그들만의 음식을 만들고 생산자라고 불린다.
• 레벨 2: 초식동물은 식물을 먹고 1차 소비자로 불린다.
• 레벨 3: 초식동물을 먹는 육식동물은 2차 소비자라고 불립니다.
• 레벨 4: 다른 육식동물을 먹는 육식동물은 3차 소비자라고 불립니다.
• 최상위 포식자는 포식자가 없으며 먹이 그물의 맨 위에 있습니다.

• 

  두 번째 영양 수준
  토끼는 첫 번째 영양 수준에서 식물을 먹기 때문에 그들은 주요 소비자이다.
• 

  세 번째 영양 레벨
  여우는 2차 영양 수준에서 토끼를 먹기 때문에 2차 소비자이다.
• 

  네 번째 영양 레벨
  황금독수리는 여우를 3차 영양 수준에서 먹기 때문에 3차 소비자이다.
• 

  디컴포저
  이 나무의 곰팡이들은 죽은 물질을 먹고 살며, 1차 생산자들이 사용할 수 있는 영양소로 다시 전환합니다.

대부분의 유기체가 한 종류 이상의 음식을 먹거나 한 종류 이상의 포식자에 의해 잡아먹히기 때문에, 현실 세계의 생태계에는 대부분의 유기체들이 하나 이상의 먹이사슬을 가지고 있다.생태계를 위해 교차하고 겹치는 먹이사슬의 복잡한 네트워크를 보여주는 도표는 ^[6]먹이사슬이라고 불립니다.분해자는 종종 먹이사슬에서 제외되지만, 만약 포함된다면 ^[6]먹이사슬의 끝을 나타낸다.따라서 먹이사슬은 1차 생산자에서 시작해서 부패와 부패로 끝난다.분해자는 1차 생산자에 의해 재사용될 수 있도록 남겨둔 채 영양분을 재활용하기 때문에, 때때로 그들은 자신의 영양 ^[7][8]수준을 차지하고 있는 것으로 여겨집니다.

만약 그것이 선택할 수 있는 식단을 가지고 있다면, 종의 영양 수준은 달라질 수 있다.사실상 모든 식물과 식물성 플랑크톤은 순수하게 광영양성이며 정확히 1.0 수준이다.많은 지렁이들은 약 2.1, 곤충 2.2, 해파리 3.0, 조류 3.^[9]6입니다.2013년 한 연구에 따르면 인간의 평균 영양 수준은 2.21로 돼지와 ^[10]멸치와 비슷하다.이것은 단지 평균일 뿐이고 분명히 현대와 고대 인간의 식습관은 복잡하고 매우 다양하다.예를 들어, 전통적인 에스키모는 주로 물개들로 구성된 식단을 먹고 살면 영양 수준이 거의 ^[11]5에 이를 것이다.

바이오매스 이송효율

일반적으로, 각 영양 레벨은 소비되는 에너지의 일부를 흡수함으로써 아래의 영양 레벨과 관련지어지며, 이러한 방식으로 다음 낮은 영양 레벨에 휴식을 취하거나 그에 의해 지탱되는 것으로 간주될 수 있다.먹이사슬은 먹이 사슬에서 한 공급 수준에서 다음 공급 수준으로 이동하는 에너지의 양을 설명하기 위해 도표를 그릴 수 있습니다.이것은 에너지 피라미드라고 불린다.레벨간 전달되는 에너지는 바이오매스의 전달에 가까운 것으로 생각할 수도 있기 때문에 에너지 피라미드는 바이오매스 피라미드라고도 볼 수 있으며, 낮은 레벨에서 소비되는 바이오매스로부터 높은 레벨의 바이오매스의 양을 상정할 수 있다.그러나 1차 생산자가 빠르게 성장하고 빠르게 소비되면 어느 순간 바이오매스는 낮아질 수 있습니다. 예를 들어,^[12] 해양의 동일한 영역에서 식물성 플랑크톤(소비자) 바이오매스에 비해 바이오매스는 낮아질 수 있습니다.

에너지 또는 바이오매스가 한 영양 수준에서 다음 영양 수준으로 전달되는 효율성을 생태 효율이라고 합니다.각 레벨의 소비자는 평균적으로 식품 내 화학 에너지의 약 10%만을 자신의 유기 조직으로 전환합니다(10% 법칙).이러한 이유로, 먹이사슬은 거의 5단계에서 6단계까지 확장되지 않습니다.가장 낮은 영양 수준에서, 식물은 그들이 받는 햇빛의 약 1%를 화학 에너지로 변환합니다.따라서 입사 태양광에 원래 존재하는 총 에너지는 약 0.001%이며,^[7] 최종적으로는 제3차 전기 소비 장치에 최종적으로 구현된다.

진화

영양 수준의 수와 그들 사이의 관계의 복잡성 모두 시간이 지나면서 생명이 다양해짐에 따라 진화하지만, 간헐적인 대량 멸종 사건은 ^[13]예외입니다.

영양 수준 분수

먹이사슬은 크게 생태계를 정의하고 영양 수준은 거미줄 안에 있는 유기체의 위치를 정의합니다.하지만 이러한 영양 수준이 항상 단순한 정수인 것은 아닙니다. 왜냐하면 유기체는 종종 한 영양 ^[14][15]수준 이상을 먹이기 때문입니다.예를 들어, 어떤 육식동물들은 식물을 먹기도 하고, 어떤 식물들은 육식동물이다.큰 육식동물은 작은 육식동물과 초식동물 모두를 먹을 수 있다; 밥캣은 토끼를 먹지만, 마운틴 사자는 밥캣과 토끼를 모두 먹는다.동물들도 서로를 먹을 수 있다; 황소개구리는 가재를 먹고 가재는 어린 황소개구리를 먹는다.어린 동물의 먹이 습관과 그 결과 영양 수준은 성장함에 따라 변할 수 있습니다.

수산학자 Daniel Pauly는 영양 수준의 값을 식물과 잔해에서 1개, 초식동물과 해충 동물에서 2개, 2차 소비자에서 3개 등으로 설정합니다.모든 소비자 종에 대한 영양 수준 TL의 정의는 다음과 같다.^[8]

$(\displaystyle TL_{i}=1+\sum _{j}(TL_{j}\cdot DC_{ij})\!}$

${\displaystyle {}_{}}$서 T ${\displaystyle L_{}}$j(\$displaystyle TL_{j})$는 먹이 j의 영양 수준이며, D ${\displaystyle C_{}}$ ${\displaystyle i_{}}$j(\$displaystyle DC_{ij})$는 i의 식단에서 j의 비율을 나타냅니다.즉, 소비자 영양 수준은 1 더하기 영양 수준이 얼마나 다른 영양 수준이 음식에 기여하는지에 대한 가중 평균입니다.

해양 생태계의 경우, 대부분의 물고기와 다른 해양 소비자들의 영양 수준은 2.0에서 5.0 사이의 값을 갖습니다.상한치 5.0은 북극곰과 ^[17]범고래와 같은 해양 포유류의 최상위 포식자에서 발생하지만, 대형 물고기의 경우에도 ^[16]특이하다.

동물의 행동에 대한 관찰 연구 및 동물의 위 내용물의 정량화와 더불어 근육, 피부, 털, 뼈 콜라겐 등의 동물 조직의 안정적인 동위원소 분석을 통해 영양 수준을 정량화할 수 있다.이는 생체분자의 합성과 함께 발생하는 분화에 의해 각 영양 수준에서 질소 동위원소 조성의 일관된 증가가 있기 때문이다. 질소 동위원소 조성의 증가 폭은 약 3-4µ이다.^[18][19]

평균 영양 수준

어업에서 전체 지역 또는 생태계에 걸친 어업 어획량의 평균 영양 수준은 y년 동안 다음과 같이 계산된다.

$(\displaystyle TL_{y}=sum frac {i}(TL_{i}\cdot Y_{iy}) {\sum _{i}Y_{iy}}}}:$

$여기$서 ${\displaystyle {\mathrm{Yi}}_{}}$y(\$displaystyle Y_{iy})$는 y년도의 종 또는 그룹 i의 $어획량$이고 ${\displaystyle {TL}_{}}$i(\$displaystyle TL_{i$})는$$ ^[8]위에서 정의한 종 i의 영양 수준입니다.

영양 수준이 높은 어류는 보통 경제적 가치가 높으며, 영양 수준이 높은 어류 남획을 초래할 수 있습니다.이전의 보고서에서는 먹이 ^[20]그물낚시로 알려진 과정에서 평균 양식 어획량이 급격하게 감소하는 것을 발견했다.그러나 최근의 연구는 경제적 가치와 영양 ^[21]수준 사이에 아무런 연관성이 없다는 것을 발견했고, 이는 어획량, 조사 및 가축 평가에서 영양 수준이 실제로 감소하지 않았다는 것을 의미하며, 먹이 그물 낚시가 세계적인 ^[22]현상이 아님을 암시한다.그러나 폴리 외 연구진은 영양 수준이 1970년 북서쪽과 서중부 대서양에서 3.4로 정점을 찍은 후 1994년 2.9로 감소했다고 지적했다.그들은 대구와 해덕과 같은 오래 살고 어획량이 많은 고트로피 레벨의 바닥 어류에서 단명하고 판자 식성이며 저트로피 레벨의 무척추 동물(예: 새우)과 작고 원양어류(예: 청어)로 변화하고 있다고 보고한다.고트로픽 수준의 어류에서 저트로픽 수준의 무척추동물 및 어류로의 이러한 변화는 선호하는 어획물의 상대적 풍부함의 변화에 대한 반응이다.그들은 이것이 세계 어업 ^[17][23]붕괴의 일부라고 주장한다.

인간의 평균 영양 수준은 약 2.21로 돼지나 ^[24][25]멸치와 거의 같다.

FiB 지수

바이오매스 이동 효율이 10% 정도에 불과하기 때문에, 생물 생산 속도는 영양 수준이 높을 때보다 낮을 때 훨씬 더 높습니다.적어도 우선 어획량은 영양 수준이 떨어짐에 따라 증가하는 경향이 있다.이 시점에서 어장은 먹이 ^[23]그물망에서 더 낮은 어종을 목표로 할 것이다.2000년, Pauly와 다른 사람들은 보통 ^[26]FiB 지수라고 불리는 "Fishies in Balance" 지수를 구성하게 되었다.FiB 지수는 y년에 대해 다음과^[8] 같이 정의된다.

${\displaystyle FiB_{y}=\log {frac {Y_{y}/(TE)^{TL_{y}}}{Y_{0}/(TE)^{TL_{0}}}}}}$

${\displaystyle {여기}_{}}$서 Y y$(\$는 y년도의 어획량, ${\displaystyle {}_{}}$ ${\displaystyle L_{}}$y(\$displaystyle TL_{y})$는 y년도의 어획량 $평균{\displaystyle {}_{}}$ 영양 수준, Y$$(\$displaystyle Y_{$$0})$은 어획량, ${\displaystyle {}_{}}$ L$$(\$displaystyle TL_0$})은$$ 분석 대상 어획량의 평균 영양 수준입니다.$Playstyle$ TE$}$는 영양$$ 수준 간의 바이오매스 또는 에너지 전달 효율입니다.

FiB 지수는 영양 수준의 변화가 반대 방향으로 어획량의 적절한 변화와 일치하는 기간에 걸쳐 안정적이다(0).어획량이 증가하면, 예를 들면 어획량이 증가하거나, 지리적 ^[8]확장이 증가하면, 지수가 상승한다.이러한 감소는 1998년 ^[23]폴리와 다른 사람들에 의해 처음 관찰된 어획량 대비 영양 수준의 "뒤로 구부러지는" 그림을 설명한다.

삼중수소 및 기타 상호작용

영양 수준의 한 측면은 삼중수소 상호작용이라고 불린다.생태학자들은 종종 분석을 단순화하는 방법으로 연구를 두 영양 수준으로 제한한다. 그러나, 삼중수소 상호작용(식물-식물-식물-예: 초식동물-예: 초식동물-예)을 단순히 쌍방향 상호작용을 추가하는 것으로 쉽게 이해되지 않으면 오해의 소지가 있다.예를 들어 초식동물 개체수 증가를 결정할 때 첫 번째 영양 수준(식물)과 세 번째 영양 수준(식인자) 사이에 유의한 상호작용이 발생할 수 있다.단순한 유전적 변화는 초식동물의 ^[27]적에 대한 식물 구조의 영향 때문에 초식동물에 대한 저항력이 다른 식물에서 형태학적 변형을 일으킬 수 있습니다.식물은 또한 화학적 ^[28]방어와 같은 초식동물로부터 방어력을 발달시킬 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

• 캐스케이드 효과
• 에너지 흐름(에콜로지)
• 해양 영양 수준
• 메소프레데터 방출 가설
• 영양 캐스케이드
• 영양 상태 지수 – 호수에 적용
• 영양역학 – 먹이망

레퍼런스

외부 링크

• 영양 수준 BBC.최종 갱신일 : 2004년 3월