Økologi: økosystem, næringskjeder og energiflyt

Ulike blomster og planter i en eng.

For hvert steg opp i næringskjeden går det meste av energien tapt, og bare en liten del blir med videre. Som tommelfingerregel regner vi med rundt 10 prosent. Derfor er det vanligvis mindre biomasse på de øverste nivåene enn hos produsentene. Et økosystem er alle de levende organismene i et område sammen med de ikke-levende omgivelsene de påvirkes av.

Økologi bygger på et sett med begreper som må sitte i riktig rekkefølge, fra individ helt opp til økosystem. Artikkelen dekker hele hierarkiet, forskjellen på næringskjede og næringsnett, hva trofiske nivåer er, og hva tapet av energi mellom nivåene betyr i praksis. Dette er stoff som går igjen både på prøver og på eksamen i Biologi 1.

Fra individ til økosystem

Begrepene bygger på hverandre, og det lønner seg å lære dem som en trapp.

Et individ er én organisme. Et vanlig artsbegrep beskriver en art som individer som kan få fruktbart avkom sammen. En populasjon er alle individene av én art i et bestemt område til en bestemt tid. Et økologisk samfunn er alle populasjonene av ulike arter som lever i samme område og påvirker hverandre. Et økosystem er det økologiske samfunnet pluss de ikke-levende faktorene: jordsmonn, vann, lys, temperatur.

Legg merke til at ordet samfunn brukes annerledes her enn i dagligtalen. I økologien betyr et samfunn ganske enkelt artene som deler et område, uten noen kobling til mennesker eller organisering.

Hva er en næringskjede?

En næringskjede viser hvem som spiser hvem, som en rett linje fra bunnen og oppover. Gress spises av hare, haren spises av rev. Tre ledd, én vei.

Problemet med næringskjeden er at den er en forenkling. Reven spiser ikke bare hare, og haren spiser ikke bare gress. Når du tegner alle koblingene mellom alle artene i et område, får du et næringsnett. Næringsnettet er det som faktisk finnes i naturen. Næringskjeden er verktøyet vi bruker for å snakke om det.

Produsenter og konsumenter

Autotrofe organismer bygger sine egne organiske stoffer ved å bruke energi fra omgivelsene. Planter, alger og noen bakterier bruker fotosyntesen til å binde energien fra sollys i organiske molekyler. Disse kalles produsenter, og de er alltid nederst i kjeden.

Legg merke til formuleringen. Produsentene lager ikke energi. Energien kommer utenfra, fra sola, og produsentene lagrer den i kjemiske bindinger. Energi kan hverken skapes eller forsvinne, bare skifte form, og den regelen gjelder like mye i økologi som i fysikk.

Heterotrofe organismer må skaffe energien ved å spise andre. Disse kalles konsumenter, og de deles etter hva de spiser: herbivorer spiser planter, karnivorer spiser andre dyr, og omnivorer spiser begge deler. Mennesket er omnivor.

Trofiske nivåer

Et trofisk nivå er plassen en organisme har i næringskjeden, regnet fra bunnen.

Trofisk nivåKallesEksempel på landEksempel i havet
1ProdusentGressPlanteplankton
2PrimærkonsumentHareKrill
3SekundærkonsumentRevMindre fisk
4TertiærkonsumentFor eksempel en rovfugl som spiser et rovdyrStørre fisk

Illustrasjon av en hare.
Haren er en planteeter og kan inngå som primærkonsument i en næringskjede.

Næringskjeder har ofte få nivåer fordi stadig mindre energi blir tilgjengelig oppover i kjeden. I havet blir de gjerne lengre. Plankton spises av krill, krill av mindre fisk, mindre fisk av større fisk, større fisk av sel, og selen av isbjørn. Det er seks nivåer, og det får konsekvenser for hvor mye energi som er igjen på toppen.

Hvorfor overføres så lite energi til neste trofiske nivå?

Dette er det viktigste prinsippet i hele kapitlet. Når en hare spiser gress, ender bare en liten del av energien i gresset opp som ny haremasse. Resten går tapt underveis.

Haren bruker mye av energien i celleåndingen til bevegelse, temperatur og vedlikehold. Denne energien ender etter hvert som varme. Noe av maten blir ikke fordøyd og går ut som avføring. Dessuten blir ikke all biomasse spist av neste ledd. Bare energien i biomassen som faktisk spises og tas opp, kan føres videre.

Ti-prosentregelen er en tommelfingerregel

Når vi snakker om sammenhengen i skoletimen regner vi med at omtrent 10 prosent av energien overføres til neste trofiske nivå. Dette er en grov huskeregel, og den er nyttig fordi den gir riktig størrelsesorden. Den faktiske overføringen varierer mye mellom økosystemer og mellom nivåer, fra godt under 1 prosent til over 20 prosent. Bruk 10 prosent når oppgaven ber om et regneeksempel, og si gjerne at det er en forenkling.

Et regneeksempel viser forskjellen tydelig. Starter du med 10 000 enheter energi hos produsentene, er du nede i 1 000 hos primærkonsumentene, 100 hos sekundærkonsumentene og 10 hos tertiærkonsumentene. Dette begrenser hvor stor biomasse av toppredatorer økosystemet kan holde i live.

Hva dette betyr for matproduksjon

Det samme prinsippet gjelder for oss. Å spise korn direkte gir mer energi ut av det samme arealet enn å fôre korn til et dyr og så spise dyret. Det er dette som ligger bak argumentet om at det er mer bærekraftig å spise lavere i næringskjeden.

Å regne det om til et bestemt tall er vanskeligere. Overføringseffektiviteten varierer, husdyr fôres sjelden bare på korn, og mye beiteareal kan uansett ikke brukes til kornproduksjon. Prinsippet om energitap per trofisk nivå står seg, men en fast faktor gjør det ikke.

Illustrasjon av en rev.
Reven kan spise planteetere og få energi videreført fra produsentene.

Fire begrepsfeil som går igjen

Mange blander sammen populasjon og samfunn. En populasjon er én art. Et samfunn er alle artene. Prøv å bruke ordene riktig fra første setning i en eksamensbesvarelse.

Videre er det vanlig å skrive at energien forsvinner. Energi kan ikke forsvinne. Den går over til varme og til arbeid, og det er den formen som ikke kan brukes videre oppover i kjeden. Skriv heller «går tapt som varme».

En tredje feil er å plassere nedbrytere i næringskjeden som et eget øverste nivå. Nedbrytere er knyttet til alle nivåene i næringsnettet. De får energi fra dødt organisk materiale og frigjør næringsstoffer som produsentene kan bruke på nytt.

Og til slutt: mange tegner en næringskjede og kaller den et næringsnett. Et næringsnett viser flere næringskjeder som er koblet sammen.

Ofte stilte spørsmål

Hva er forskjellen på et økosystem og et økologisk samfunn?
Det økologiske samfunnet er bare de levende organismene. Økosystemet er samfunnet pluss de ikke-levende faktorene, som jord, vann, lys og temperatur.
Hvor mye energi overføres mellom trofiske nivåer?
Som tommelfingerregel omtrent 10 prosent, altså går rundt 90 prosent tapt til celleånding, varme og ufordøyd materiale. Det faktiske tallet varierer mye, så bruk 10 prosent som modell og ikke som naturlov.
Hva er forskjellen på autotrof og heterotrof?
Autotrofe organismer bygger sine egne organiske stoffer ved hjelp av energi utenfra, som regel sollys gjennom fotosyntesen. Heterotrofe får energi og byggemateriale fra organiske stoffer laget av andre organismer.
Hvor mange trofiske nivåer kan en næringskjede ha?
Ofte tre til fire på land, men antallet varierer. Mindre tilgjengelig energi for hvert nivå begrenser lengden. I havet kan kjedene bli lengre, opp mot seks nivåer, blant annet fordi mange organismer der bruker mindre energi på å holde kroppstemperaturen oppe.
Hva er et næringsnett?
Et næringsnett viser alle koblingene mellom de ulike artene i et økosystem samtidig. Der næringskjeden går i én rett linje, får næringsnettet fram at samme art kan stå på flere plasser i kjeden.

Lær mer

Økologi er kapitlet der biologisk mangfold, menneskelig påvirkning og bærekraftig naturforvaltning bygger videre på de samme begrepene. På EnkelEksamen finner du videoundervisning i Biologi 1 som dekker hele økologikapitlet, med repetisjonsoppgaver til hver leksjon.

Biologi 1 - Privatist

REA3035

Biologi 1 – Privatist

Biologi 1 - VGS

REA3035

Biologi 1 – VGS