Bedeutet mehr Biomasse mehr Energie?

tl; dr Ich denke, Sie haben Recht und Ihr Lehrbuch ist falsch. Es wäre interessant zu wissen, (a) um welches Lehrbuch es sich handelt (vielleicht ist es dasselbe wie das, das ich unten zitiere?) und (b) was Ihr Lehrer sagt, wenn Sie ihm diese Frage stellen.

Im Allgemeinen ist der Energiegehalt einer trophischen Ebene ungefähr proportional zu ihrer Biomasse (obwohl wir beim Übergang von Landpflanzen zu Tieren erwarten könnten, dass die Energie/Gramm zunimmt, da Landpflanzen viel energiearmes Strukturmaterial enthalten). Sowohl Energie als auch Biomasse wären auch proportional zur Anzahl, wenn Individuen in jeder trophischen Ebene ungefähr gleich groß wären (dies kann in beide Richtungen gehen; Wale sind viel größer als das Plankton, das sie fressen, Biber sind viel kleiner als die Bäume, die sie fressen ... .)

Für ozeanisches Phytoplankton bzw. Zooplankton sind einige vernünftige Masse/Energie-Umwandlungen Phytoplankton: 2-3 Kalorien pro Milligramm (cal/mg) Trockengewicht (Platt und Irwin 1973); Zooplankton: 3-9 cal/mg Trockengewicht (Davis 1993). (ZP sind etwa 3x energiereicher als PP.)

Meiner Ansicht nach können sowohl Energiepyramiden als auch Zahlenpyramiden umgekehrt werden, ungeachtet dessen, was dieses Open-Source-Biologielehrbuch (siehe unten) sagt:

Energiepyramiden sind immer aufrecht, da Energie auf jeder trophischen Ebene verloren geht; ein Ökosystem ohne ausreichende Primärproduktivität kann nicht unterstützt werden.

Wie unten beschrieben, halte ich diese Aussage für falsch . Der Energieverlust macht Energiepyramiden tendenziell etwas weniger kopflastig als Biomassepyramiden, aber sie können aus genau dem gleichen Grund umgekehrt werden wie Biomassepyramiden.

Das Buch zeigt eine umgekehrte Biomassepyramide :

Und erklärt es wie folgt:

Das Phytoplankton im Beispiel des Ärmelkanals macht jedoch weniger Biomasse aus als die Hauptverbraucher, das Zooplankton. Wie bei umgekehrten Zahlenpyramiden ist die umgekehrte Biomassepyramide nicht auf mangelnde Produktivität der Primärproduzenten zurückzuführen, sondern resultiert aus der hohen Umsatzrate des Phytoplanktons. Das Phytoplankton wird schnell von den Hauptverbrauchern verbraucht, was ihre Biomasse zu jedem bestimmten Zeitpunkt minimiert. Da sich Phytoplankton jedoch schnell reproduziert, kann es den Rest des Ökosystems unterstützen.

Dieses Argument sollte gleichermaßen für Energie gelten. Mit anderen Worten, die Menge an Biomasse oder Energie, die zu jedem Zeitpunkt in der unteren trophischen Ebene (Phytoplankton) vorhanden ist (auch Bestand oder Bestand genannt ), ist geringer als die in der oberen trophischen Ebene (Zooplankton) vorhandene Energie, aber die Der Energiefluss ist konstant (abzüglich der Verluste durch Umwandlungsineffizienz).

Insbesondere, wenn wir die Werte des Ärmelkanals nehmen (4 g Trockenmasse/m^2 PP; 21 g/m^2 ZP) und umrechnen (g/m^2 * (1000*cal/mg) = cal/m^ 2) wir erhalten höchstens 3*4*1000 = 12000 cal/m^2 für PP und mindestens 3*21*1000 = 63000 cal/m^2 für ZP, also ist die Pyramide immer noch invertiert. (Da ZP im Allgemeinen energiereicher sind als PP, würden wir tatsächlich erwarten, dass die Energiepyramide kopflastiger ist als das Biomasse-PP; hier habe ich die konservativsten Zahlen verwendet, die am oberen Ende des Bereichs für den PP-Gehalt liegen und unten für ZP-Inhalte, die zufällig gleich sind.)

Angenommen, einzelne Phytoplankter (ja, das ist das Wort für einen einzelnen Organismus im Phytoplankton) und Zooplankter haben die gleiche Größe / enthalten die gleiche Menge an Energie (nicht wahr, aber eine gute Vereinfachung hier) und es gibt 10.000 Phytoplankter und 90.000 Zooplanktern pro Kubikmeter Wasser. Die Phytoplankter vermehren sich so schnell, dass jeder ZP im Laufe seines Lebens 10 PP fressen kann, ohne die PP-Population zu erschöpfen. In einer ZP-Generation (= 10 PP-Generationen) kommen 100.000 Energieeinheiten in das PP (durch Photosynthese) und werden von ZP gefressen (mit 10 % Verlust durch trophische Ineffizienz); das reicht aus, um 90.000 Zooplankter zu erhalten.

Ökosysteme. (2021, 6. März). Abgerufen am 3. September 2021 von https://bio.libretexts.org/@go/page/12640

Davis, Nancy D. „Kaloriengehalt von ozeanischem Zooplankton und Fischen für Studien über die Ernährungsgewohnheiten von Lachsen und ihre ökologisch verwandten Arten.“ Fisheries Research Institute, University of Washington, 1993. https://digital.lib.washington.edu/researchworks/bitstream/handle/1773/4192/9312.pdf?sequence=1 .

Platt, Trevor und Brian Irwin. "Kaloriengehalt von Phytoplankton." Limnologie und Ozeanographie 18, No. 2 (1973): 306–10. https://doi.org/10.4319/lo.1973.18.2.0306 .