Storleksfördelningen av organismer i en sjö underlättar robusta slutsatser om energieffektiviteten i livsmedelsbanan, som forskare från Leibniz-Institute of Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) och internationella kollegor nu har visat empiriskt. Detta förhållande gör det möjligt för forskare att få en bättre och mer direkt förståelse av biologiska processer och störningar som påverkar vattenlevande ekosystem.

Varje enskild livsmiljö kan bara rymma ett visst antal stora organismer eftersom dessa måste livnära sig på mindre varelser. Inom ekologi, denna koppling beskrivs av den trofiska överföringseffektiviteten (TTE):cirka nittio procent av energin går förlorad från en nivå i näringskedjan till nästa eller, med andra ord, bara tio procent återstår. Om, till exempel, en rovfågel slukar en kanin, den kan bara använda tio procent av energin, som kaninen behövde för att växa och leva, att öka sin egen vikt - det mesta av energin, sedan, Är försvunnen. IGB -forskare har nu undersökt hur stor denna viktiga modellparameter faktiskt är i naturliga sjöekosystem, och hur det förhåller sig till befolkningstätheten hos organismer av olika storleksgrupper. "Självklart, undersökningar har redan utförts av den trofiska överföringseffektiviteten och storleksfördelningen, men de var i mindre skala än vår studie:vi analyserade alla trofiska nivåer, från bakterier till stora fiskar, "säger doktor Thomas Mehner, huvudförfattare till studien och chef för Food Web Ecology and Fish Communities Research Group vid IGB.

Tillgänglig mat utnyttjas mindre effektivt än förväntat

Forskarnas studie involverade undersökning av matbanor i två små, grunda och näringsrika sjöar i norra Tyskland, som var och en delades upp i två stängda system under en period av ett år genom att installera en ridå genom mitten av varje sjö. Den långa delningsperioden innebar att de viktigaste grupperna av organismer utvecklades olika i båda halvorna, gör det möjligt för forskarna att samla in data för totalt fyra olika vattenlevande ekosystem. Forskarna bestämde biomassan och storleken på alla organismer som finns i sjöarna. Dessutom, laget beräknade den trofiska överföringseffektiviteten för alla nivåer i näringskedjan i sjön. För att uppnå detta, de jämförde primär- och bakterieproduktion med sekundärproduktion (dvs. ökningen av biomassa på konsumentnivå).

"Vi fick reda på att energieffektiviteten är lägre än vad som vanligtvis antas:nämligen långt under tio procent. Med andra ord, tillgänglig mat används mycket mindre effektivt än förväntat, "rapporterar Thomas Mehner. TTE:erna som bestämdes i alla fyra sjösystemen var mer eller mindre lika låga. Men de ekologiska teorins förutsägelser med avseende på sambandet mellan TTE och storleksfördelning bekräftades:när den trofiska överföringseffektiviteten sjunker under tio procent, detta motsvarar en allt mer brant fallande kurva i modellen. Följaktligen, biomassan för de större organismerna minskade också starkare än väntat i alla fyra sjöhalvorna. Till exempel, forskarna räknade betydligt färre konsumenter i vattnet än vad som skulle förväntas vid högre TTE.

Att förhållandet mellan den trofiska överföringseffektiviteten och storleksfördelningen är stabilt öppnar nya möjligheter när det gäller undersökning av vattenlevande ekosystem. Istället för att göra stora ansträngningar för att identifiera TTE, det räcker förmodligen med att mäta befolkningstäthet och storleksfördelning. "Den trofiska överföringseffektiviteten är en viktig parameter, men vi vet ofta inte storleken på denna parameter. Vi kunde visa att storleksfördelningen, som är lättare att avgöra och mer vanligt tillämpad, kan vara tillräckligt för att utvärdera ett ekosystems energiska tillstånd och effektivitet, "Mehner sammanfattar resultaten av resultaten. Som ett resultat, storleksfördelningen kan användas som ett "verktyg" för att få information, till exempel om effekterna av global uppvärmning, invasionen av främmande arter, livsmiljöförändringar eller mänskligt utnyttjande av ekosystemfunktioner.