Von Meagan Ando, SRC intern
Die Zehn-Prozent-Regel zur Energieübertragung zwischen Ebenen eines trophischen Systems wird seit langem zur Untersuchung der Energiedynamik von Ökosystemen verwendet. Aber um es zu verstehen, muss man ein grundlegendes Verständnis einer Nahrungskette haben (Abbildung 1)., Nahrungsketten beschreiben die Übertragung von Energie von ihrer Quelle in Pflanzen über Pflanzenfresser bis hin zu Fleischfressern und auf Raubtiere höherer Ordnung (Sinclair et al. 2003). Diese verschiedenen „Ebenen“ werden als trophische Ebenen bezeichnet, was richtig definiert ist als die Position innerhalb der Nahrungskette oder Energiepyramide, in der ein Organismus gefunden werden kann. Aber wie viel Energie wird durch jede Ebene weitergegeben? Hier kommt die Zehn-Prozent-Regel ins Spiel.
Abbildung 1: Ein Beispiel für eine Nahrungskette., Die erste trophische Ebene besteht aus Primärproduzenten, die Energie von der Sonne sammeln, die an Pflanzenfresser weitergegeben wird, dann mehrere Ebenen von Fleischfressern (Quelle: nau.edu).
Nahrungsnetze sind oft ziemlich kurz, was viele Wissenschaftler lange verwirrte. Haben Sie sich jemals gefragt, warum sich ein so großer Wal von so kleinen planktonischen Organismen wie Krill ernährt? Der Beweis für den evolutionären Vorteil dieser Strategie liegt in der Definition der Zehn-Prozent-Regel., Wenn Energie von einer trophischen Ebene zur nächsten durch ein Ökosystem geleitet wird, werden nur 10% der Energie, die der erste Organismus erhält, tatsächlich weitergegeben. Die Art und Weise, wie dieses Phänomen untersucht wird, hat sicherlich Schwierigkeiten bereitet, da es eindeutig unmöglich ist, den Energietransfer tatsächlich zu visualisieren. Das primäre Mittel zur Bestimmung, was Meeresorganismen essen, besteht jedoch darin, ihren Mageninhalt zu untersuchen, was Reilly et al. 2004 Tat.,
Es war bekannt, dass die Internationale Walfangkommission (IWC) zusammen mit der Kommission für die Erhaltung der lebenden Meeresressourcen der Antarktis (CCAMLR) eine gemeinsame Neugier auf die Idee der Fütterungsökologie von Ballenwalen teilte. Dies war maßgeblich auf ihre Interessen an den Bemühungen zurückzuführen, Managemententscheidungen in einen Ökosystemkontext zu stellen (Reilly et al. 2004). Der effizienteste Weg für sie, ihre Beutequellen zu bestimmen, war die Schätzung des Krillverbrauchs verschiedener Arten von Ballenwalen im Südatlantik während der Sommerfütterung im Jahr 2000., Um diese Schätzungen erfolgreich zu ziehen, mussten Rückschlüsse darauf gezogen werden, wie häufig die Wale tatsächlich ihren Magen füllten. Dies beinhaltete eine tägliche Veränderung der Forestomach-Gehaltsmasse, die letztendlich Schätzungen von 3,2-3,5% des Körpergewichts pro Tag ergab (Abbildung 2) (Reilly et al. 2004). Um die Energietests durchzuführen, nahmen vier Schiffe an der Umfrage teil, um den Mageninhalt von Walen zu wiegen, die leider für kommerziellen oder Forschungswalfang getötet wurden.,
Abbildung 2: Tägliche Verbrauchsraten, die von den vier Modellen für verschiedene Bartenwale (Buckel, Flosse, Rechts, Sei und Blau) bestimmt werden (Reilly et al. 2004).
Insgesamt wurden 730 Wale gesichtet, darunter 1.753 Einzelpersonen. Es wurde festgestellt, dass 83% der jährlichen Energieaufnahme für die Wale in dieser Region während dieser 120-tägigen Fütterungsspanne in der Sommersaison stattfanden. Der Bereich des Gesamtverbrauchs betrug 4-6% des stehenden
Krill-Bestands (Reilly et al. 2004)., Dieser Prozentsatz wurde aus der Tatsache abgeleitet, dass der ursprüngliche Bestand etwa 44 Millionen Tonnen Krill enthielt, von denen die Wale irgendwo zwischen 1,6 Millionen und 2,7 Millionen Tonnen konsumierten (Reilly et al. 2004). Diese Zahlen ermöglichten es den Wissenschaftlern, Verbindungen zwischen dem Verzehr von Nahrung und der Gesamtmenge an Energie herzustellen, die ein Wal benötigt, um tägliche Körperfunktionen auszuführen, um zu überleben. Es ermöglichte ihnen auch, Schlussfolgerungen darüber zu ziehen, wo sie sich ernähren, um bedrohte Tiere besser zu schützen und die Bedingungen für die kommerzielle Nutzung von Krill zu optimieren, da dies ihre Hauptnahrungsquelle ist.,
Angesichts all dessen ist es vielleicht immer noch nicht sinnvoll, warum sich ein so großes Tier von einigen der kleinsten Organismen im Ozean ernähren würde. Blauwale, die 20-30 Meter lang sein können, ernähren sich von garnelenartigen Krill, die nur 2-3 Zentimeter lang sind. Wie oben erwähnt, werden nur zehn Prozent der Energie, die von einer trophischen Ebene gewonnen wird, auf die nächste trophische Ebene weitergegeben. Aus diesem Grund sind Ökosysteme mit längeren Nahrungsketten gelegentlich weniger stabil als solche, deren Nahrungsketten kürzer sind (Sinclair et al. 2003)., Daher ist es für den Wal vorteilhafter, Tiere auf einer trophischen Ebene zu essen, auf der mehr Energie zur Verfügung steht. Hill et al. Das Lehrbuch Animal Physiology von 2018 beschreibt dieses Konzept ausführlicher. Darin kontrastieren sie zwei verschiedene mögliche Mechanismen, durch die ein Wal Nahrung erhalten kann. Einer ist für den Wal, um Fische zu essen, die etwas kleiner sind als sie selbst. Diese Fische können möglicherweise Fische essen, die etwas kleiner als sie selbst sind, und so weiter. In diesem Fall gibt es viele trophische Ebenen, die die Energie durchlaufen muss, bevor sie den Wal erreicht., Um die Zehn-Prozent-Regel direkt anzuwenden, können wir sagen, dass der Primärproduzent 10.000 Einheiten Energie aus der Sonne produziert. Die Krebstiere, die sich vom Erzeuger ernähren, erzeugen 1.000 Energieeinheiten, aus denen der kleine Fisch, der sich von ihnen ernährt, nur 100 Energieeinheiten erzeugt. Der größere Fisch, der sich von diesem Fisch ernährt, produziert nur 1 Energieeinheit, was möglicherweise nicht ausreicht, um den großen Wal zu ernähren. Aus diesem Grund haben sich Ballenwale evolutionär zu Suspensionsfedern entwickelt, mit Ballenplatten große Mengen Wasser aufnehmen und durch sieben, um kleine Krill zu finden., Die Ballenwale können Organismen fressen, die viel kleiner sind als sie selbst, wodurch das trophische Niveau zwischen dem Primärproduzenten und dem Wal selbst gesenkt werden kann, wodurch die Energie der Walpopulation 1.000 Einheiten zur Verfügung steht, im Gegensatz zu nur 1. Zusammenfassend wird die Verkürzung der Nahrungskette wiederum die den Walen zur Verfügung stehende Nahrungsenergie um den Faktor 1.000 erhöhen (Abbildung 3) (Hill et al. 2018).
Abbildung 3: Kürzere Nahrungsketten verbrauchen die für Wale verfügbare Energie weniger als längere Nahrungsketten. (Hill et al. 2018).,
Durch ein besseres Verständnis der Art und Weise, wie Wale oder irgendein Tier Energie durch Nahrung erhält, können wir neue Methoden implementieren, um sie besser zu schützen. Da beispielsweise bekannt ist, dass Krill eine äußerst wichtige Rolle für das Überleben des Blauwals spielt, können Agenturen neue ökologische Managementstrategien implementieren, um sicherzustellen, dass Krillpopulationen nicht wesentlich von anthropogenen Auswirkungen betroffen sind. Sie mögen wie unsichtbare Kreaturen erscheinen, die im Ozean schwimmen, aber für Glattwale bedeuten sie viel mehr.,
Zitierte Werke
Sinclair, Michael und G. Valdimarsson. 2003. Verantwortungsvolle Fischerei im marinen Ökosystem. Lebensmittel und Landwirtschaft Organisation der Vereinigten Nationen 8: 125-131, language: German.