食物網：栄養レベル、種類、陸上および海洋 - 環境 - 2025

栄養ウェブや食物網は、生態系における生物間相互作用食品のセットです。食物連鎖は、複数の食物連鎖（生産者から最後の消費者に至る線形シーケンス）の絡み合いによって形成されます。

厳密な意味では、栄養ネットワークは開いていませんが、すべての生物が別の生物の食物となる閉サイクルを形成してしまいます。これは、分解者や害虫駆除業者があらゆる生物の栄養素をネットワークに組み込むことになるためです。

食物網。出典：Roddelgado

栄養ネットワーク内では、異なる栄養レベルが識別されます。最初のレベルは、光合成または化学合成を通じてシステムにエネルギーと物質を導入する生産者で構成されます。

次に、これらの生産者は、いわゆる一次消費者のための食糧として機能します。いわゆる一次消費者は、他の（二次）消費者によって消費されます。さらに、エコシステムの複雑さに応じて、他のレベルの消費者が存在する場合があります。

さらに、雑食性の生物（動物、植物、菌類を消費する）がかなりの割合を占めるため、ネットワークはより複雑になります。したがって、これらのタイプの生物は、いつでも異なる栄養レベルを占める可能性があります。

それらが開発するさまざまな生態系と研究者が使用するモデルに応じて、さまざまなタイプの栄養ネットワークがあります。一般的に言えば、陸上栄養ネットワークと水生栄養ネットワーク、および後者の淡水と海洋のネットワーク内にあります。

同様に、陸上ネットワークでは、各バイオームには、それを構成する種に応じてその特性があります。

栄養レベル

栄養段階とは、生産者から始まる栄養ウェブの各ノードの階層を指します。この意味で、最初の栄養段階は生産者の栄養段階であり、次に異なるレベルの消費者が続きます。最終消費者の非常に特殊なタイプは、破壊者と分解者です。

栄養レベル。出典：Roddelgado

モデルはネットワークをボトムアップ階層として表す傾向がありますが、実際には3次元の無制限のネットワークです。結局、より高いレベルの消費者は、破壊者や分解者によっても消費されます。

同様に、害虫駆除業者および分解業者によって放出されたミネラル栄養素は、一次生産者によってネットワークに再組み込まれます。

-エネルギーと物質の流れ

生態系は、非生物的要因（気候、土壌、水、空気）と生物的要因（生物）の複雑な相互作用です。この生態系における物質とエネルギーの流れ。エネルギーの主な供給源は太陽からの電磁放射です。

もう一つのエネルギー源は、海底の深海の噴気孔からの温泉です。この情報源は、海底でのみ、非常に特定の栄養ネットワークに供給します。

-プロデューサー

植物と藻類は生物を生産しています

生産者は、太陽エネルギーまたは無機化学元素のいずれかの無機源からエネルギーを得るすべての生物です。これらの生産者は、エネルギーと物質の食物網へのエントリーポイントを構成します。

太陽エネルギーと生命

太陽のエネルギーは、すべての生物がその構造的および機能的発達のために使用することはできません。独立栄養生物だけが同化し、それを地球上の残りの生命のために同化可能な形態に変えることができます。

これは、特殊な色素（クロロフィル）によって捕獲された太陽放射によって活性化される、光合成と呼ばれる生化学反応のおかげで可能になります。水と大気中のCO2を使用して、光合成は太陽エネルギーを炭水化物の形で化学エネルギーに変換します。

炭水化物から、そして土壌から吸収されたミネラルを使用して、独立栄養生物はそれらのすべての構造を構築し、それらの代謝を活性化することができます。

主な独立栄養生物は、栄養連鎖の最初のレベルを構成する植物、藻類、および光合成細菌です。したがって、独立栄養生物を消費するすべての生物は、その化学的形態のエネルギーにアクセスして、自身の開発を行うことができます。

化学物質

始生代の王国（細菌に似た単細胞）には、無機化合物（リソトローフ）の酸化からエネルギーを得ることができる生物が含まれます。このため、彼らは主要なエネルギー源として日光を使用しませんが、化学物質を使用します。

これらの物質は、たとえば海底火山の脱出によって放出される深海で得られます。同様に、それらは独立栄養生物であり、したがって食物連鎖の基盤の一部も形成します。

-主な消費者

このレベルには従属栄養生物が含まれます。つまり、彼らは自分たちの食糧を生産し、一次生産者を消費することによってそれを得ることができません。したがって、すべての草食動物および化学合成古細菌を消費する生物も主要な消費者です。

草食動物

すべての植物構造は、消費されて種子を分散させるのに役立つように進化した肉質の果物のように消化しやすいわけではありません。

エルビボロ。出典：Larry D. Moore

この意味で、草食動物は複雑な消化器系を介して繊維性植物組織を消化するように適応しています。これらのシステムでは、細菌や原生動物との共生関係が確立され、発酵を通じてプロセスを助けます。

雑食動物

雑食動物は、一次、二次、さらには三次の消費者として行動できる消費生物です。すなわち、それらは植物、動物、真菌または細菌起源の食物を消費する生物です。

このカテゴリには、人間、その親族、チンパンジー、クマなどの他の動物が含まれます。同様に、多くの破壊者や分解者は雑食者として厳密に行動します。

雑食動物の存在は、特にネットワークの中間レベルで、分析をより複雑にします。

-二次消費者

それらは、生産者を直接消費することができず、一次消費者を消費することによってエネルギーを得ることができない従属栄養生物です。それらは肉食動物を構成し、主な消費者の体を構成する組織を摂取して消化し、エネルギーを得て発達します。

劣った捕食者

二次消費者として、特に一次消費者を食べている間、消費の対象となり得る生物。この場合、それらは三次消費者のカテゴリーを構成するより大きな捕食者のための食物として役立つでしょう。

食虫植物

ダイナエアmuscipula

栄養ネットワークに複雑さをもたらす別のケースは、食虫植物のケースです。これらの植物は、太陽エネルギーから光合成プロセスを実行する限り、生産者ですが、昆虫を分解するため、二次および三次の消費者でもあります。

たとえば、Droseraceae（属Drosera）とSarraceniaceae（属Heliamphora）の植物種は、テプイス（窒素に乏しい土壌のある板状の砂岩の山）の上に生えています。これらのタイプの植物は、昆虫の体や小さなカエルでさえ窒素を獲得するために進化しました。

-三次消費者

それらは、一次であろうと二次であろうと、他の消費者を食べる従属栄養生物です。雑食者の場合、彼らはまた彼らの食事に直接生産者を含みます。

ここに他の人を捕食することができるが捕食の対象ではない生物であるスーパー捕食者があります。しかし、彼らのライフサイクルの終わりに、彼らは結局、スカベンジャー、害虫駆除業者、分解者に食べられてしまう。

スーパープレデターズ

それらは人間が主な超捕食者であり、フードピラミッドの頂点にあると考えられています。ほとんどすべての食物網には、アフリカのサバンナのライオンやアマゾンの熱帯雨林のジャガーなど、これらの超捕食者が1人以上います。

肉食動物。出典：Luca Galuzzi（Lucag）

海洋の生態系にはサメとシャチがいますが、熱帯の淡水生態系にはワニとワニがいます。

スカベンジャー

一部の動物は、狩られなかった他の動物の死骸を食べます。これは、ノスリやハゲタカ、およびハイエナのいくつかの種の場合です（斑点のあるハイエナは狩猟が可能です）。

したがって、栄養段階に関係なく消費者を餌とするのは消費者についてです。一部の著者はそれらを分解者に含めていますが、これらの動物は大量の肉を消費するため、この場所を否定しています。

実際、大きな猫や人間など、狩猟が不足しているときにスカベンジャーとして機能する捕食者がいます。

寄生虫

さまざまな形の寄生も食物網の複雑さの要因です。細菌、真菌、または病原性ウイルスは、寄生された生物を消費し、さらには死を引き起こし、消費者のように振る舞います。

-分解者または破壊者

生物が死ぬと有機物の分解に寄与する多種多様な生物が含まれます。それらは腐敗した有機物を食べている従属栄養生物であり、細菌、真菌、原生生物、昆虫、環形動物、カニなどが含まれます。

細菌と真菌

これらの生物は有機物の一部を直接摂取することはできませんが、非常に効率的な分解者です。彼らは、組織を溶解し、栄養素を吸収することができる物質の分泌のおかげで、これを行います。

Detritivores

Detritivore。ソース：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Earthworm.jpg

これらの生物は、腐敗している有機物を直接消費して食物を得ます。たとえば、有機物を処理するミミズ（Lumbricidae）、鱗虫（Oniscidea）、カブトムシ、カニの多くの種。

食物網の種類

食物網を分類するにはさまざまな基準があり、原則として、地球上の生態系と同じ数の種類の食物網があります。

-支配的な媒体によると

最初の分類基準は、地球上に存在する2つの主要なメディアである土地と水に基づいています。このように、陸上ネットワークと水生ネットワークがあります。

次に、水生ネットワークは淡水と海洋に区別されます。それぞれ異なるタイプのネットワークが存在します。

-生物学的相互作用によると

それらはまた、支配的な生物学的相互作用に従って区別することができ、最も一般的なのは捕食に基づくものです。これらでは、一次生産者と草食動物によるそれらの消費から捕食シーケンスが生成されます。

寄生

寄生に基づいた栄養ネットワークもあり、通常、宿主よりも小さい種がそれを食べます。一方、ハイパー寄生虫（他の寄生虫を寄生する生物）があります。

たとえば、Loranthaceae植物ファミリーは半寄生植物をグループ化します。この場合、植物は光合成を行いますが、水とミネラルを得るために他の植物に寄生します。

さらに、同じグループの他の植物に寄生し、ハイパー寄生虫として行動するこのファミリーのいくつかの種があります。

-表現モデルによると

食物網も、使用される表現モデルに応じて分類されます。これは、モデルが特定のタイプの情報を反映することになる研究者の興味に依存します。

したがって、ソースネットワーク、沈没ネットワーク、接続ネットワーク、エネルギーフローネットワーク、機能ネットワークがあります。

ソースネットワーク

これらのモデルは、主要なソースノード、つまりシステムに最大量の食物を提供するノードに焦点を当てています。それらがこれらの結び目を食べているすべての捕食者と彼らが得る食物の量を表すような方法で。

沈没ネット

前のモデルとは異なり、これは捕食者の結び目に焦点を当て、すべての獲物とそれらの獲物が消費するものを表します。したがって、ソースウェブは、栄養レベルのシーケンスで下から上に移動しますが、くぼんだウェブは逆の経路をたどります。

接続ネットワーク

この場合、全体としてネットワークから始めて、生態系におけるすべての可能な食品のつながりを表現しようとします。

電力潮流ネットワーク

このタイプの食物網モデルは、生態系を通るエネルギーの定量的な流れに焦点を当てています。これらは、いわゆる化学量論的研究であり、反応で相互作用し、生成物を測定する物質とエネルギーの量を確立します。

機能ネットワーク

機能ネットワークは、システムの運用におけるノードの各サブグループの重みの確立、構造と機能の定義に重点を置いています。生態系で発生するすべての食物相互作用がその機能の安定性に同じ重要性を持つわけではないことを前提としています。

同時に、このタイプのネットワークは、生態系に存在する可能性のある栄養接続の数、およびどのノードが多かれ少なかれバイオマスを提供するかを評価します。

-食物網の進化

最後に、食物網は新生態学または古生態学でありえます。前者の場合は現在の食物網を表し、後者の場合はすでに絶滅した網を再建します。

陸上食物網

陸上環境では、さまざまな種の組み合わせで構成された非常に多様な生態系があります。したがって、区切ることができる栄養ウェブは膨大な数に達します。

陸上食物網。出典：chris論（J. Patrick Fischer、C。Schuhmacher、Madprime、LuisFernándezGarcía、Luis Miguel BugalloSánchez、chung-tung yeh、Susanne Heyer、Simon Andrewsの作品を通じて）

生物圏は完全に相互接続された複雑なシステムであるため、巨大な食物網であることに留意する必要があります。しかし、自然の機能を理解するために、人間はそのネットワークの機能的な部分を定義します。

したがって、熱帯林、温帯林、サバンナ、または砂漠の栄養ウェブを個別のエンティティとして特徴付けることができます。

-森の食物網

熱帯林では、生物の多様性は非常に大きく、その中で生成される微小環境も同様です。したがって、発生する食品の相互作用も非常に多様です。

生産性と栄養素循環

熱帯林の植物生産性は高く、栄養素のリサイクル効率も高いです。実際、栄養素の割合が最も高いのは、植物バイオマスと土壌を覆っているごみです。

生産者

熱帯林の生産者による太陽エネルギーの最大の収集は、上部の天蓋で発生します。しかし、登山家、着生植物、ハーブ、地上の低木など、フィルター処理に成功した光を捉える下層がいくつかあります。

主な消費者

上記と一致して、森林の主な消費者のほとんどは森林キャノピーを食べます。鳥やコウモリのコウモリが果実や種子を食べる一方で、木の葉を食べる昆虫の多様性は非常に多様です。

葉や果物を食べるサル、ナマケモノ、リスなどの哺乳類もあります。

二次消費者

多くの鳥は食虫であり、カマキリなどの一部の昆虫は他の草食性昆虫の捕食者です。アリを消費するハチミツなどの食虫性哺乳動物もいます。この場合、草食性と肉食性の両方があります。

ジャングルアリ

ジャングルの中で最も数が多く分類学的に多様なグループの1つがアリですが、そのサイズのため、気付かれることはありません。

異なる種のアリは、葉や植物の分泌物を食べて、主要な消費者として行動することができます。他の種は、他の昆虫やさらに大きな動物を狩猟して食べることにより、二次消費者として機能します。

アリ ソース：ムハンマドマハディカリム

顕著な例は、数千または数百万の個人を定期的に構成する熱帯雨林の軍団アリまたはマラバンタです。これらは小さな脊椎動物を食べることができますが、彼らの手の届く範囲にあるすべての動物、主に昆虫を捕食して一緒に前進します。

オーバーフローフォレストまたは浸水フォレスト

このタイプの森林は、熱帯林で栄養ウェブが到達できる複雑さの明確な例です。この場合、森林を横切る大河川を生み出す山脈の梅雨の季節に、洪水が発生します。

川の水はジャングルを突き抜けて高さ8〜10 mに達し、これらの条件では淡水と陸生の栄養栄養ネットワークが統合されます。

したがって、木々の葉の上に腰掛けている小動物を捕まえるために1回のジャンプが可能なArapaima gigas魚のような場合があります。

三次消費者

熱帯雨林の大きな捕食者は、ネコ、大きなヘビ、ワニ、ワニです。アメリカ熱帯の熱帯雨林の場合、ジャガー（Panthera onca）とアナコンダ（Eunectes murinus）がこの例です。

その一部として、アフリカのジャングルには、ヒョウ、有毒なブラックマンバヘビ（Dendroaspis polylepis）、またはアフリカニシキヘビ（Python sebae）があります。熱帯アジアの場合は、トラ（Panthera tigris）と網状のニシキヘビ（Malayopython reticulatus）です。

ハーピーイーグル（Harpia harpyja）など、最高の栄養段階を占める捕食性の鳥もいます。

分解者

熱帯雨林の床はそれ自体が生態系であり、多様な生物がいます。これらには、穴を掘る細菌、真菌、原生生物、昆虫、環形動物、哺乳類などのさまざまなグループが含まれます。

これらの生物のほとんどは、根や菌類の複雑なシステムによって再吸収される有機物の分解プロセスに貢献しています。

根圏（土壌根系）には、いわゆる菌根菌が含まれていることがわかっています。これらの菌類は根との共生関係を確立し、根に栄養分を与え、菌類は木による水とミネラルの吸収を促進します。

-砂漠の食物網

砂漠は、その環境条件、特に乏しい水の供給と極端な温度のために、生産性の低い生態系です。これらの環境条件では、植生が不足しているため、生産が制限され、存在する動物相も不足しています。

動物などのいくつかの植物種は、進化の過程でこれらの条件に適応しています。ほとんどの動物は夜行性の習慣があり、日光を避けるために地下の巣穴で1日過ごします。

生産者

これらの生態系では、生産者は（干ばつ条件に適応した）好熱性植物種で構成されています。アメリカの砂漠の場合、サボテンはこの良い例であり、昆虫、鳥、げっ歯類が消費する食用の果物を提供します。

主な消費者

砂漠地帯には、砂漠に生息するいくつかの植物を食べる昆虫、鳥、爬虫類、げっ歯類が住んでいます。サハラ砂漠には、水を飲まなくても長期間行くことができる草食動物の種があります。

ヒトコブラクダ（Camelus dromedarius）。出典：ブラジル、ジュンディアイのCesar I. Martins

これらの中には、ヒトコブラクダ（Camelus dromedarius）とヤマガゼル（Gazella dorcas）があります。

二次消費者

肉食種は一次消費者を食べる砂漠に生息しています。これらの中には、他の昆虫を食べるサソリなどのクモ類があります。

同様に、他の鳥、げっ歯類、爬虫類を捕獲する鷹やフクロウなどの猛禽類もいます。ガラガラヘビ（Crotalus spp。）などの有毒なヘビもいます。その獲物は主に砂漠の齧歯類です。

哺乳類のアメリカの砂漠では、プーマ（プーマコンカラー）とコヨーテ（カニスラトランス）があります。サハラにいる間、キツネのいくつかの種、例えばフェネック（Vulpes zerda）と淡いキツネ（Vulpes pallida）が住んでいます。

三次消費者

サハラチーター（Acinonyx jubatus hecki）は、この砂漠で最大の捕食者ですが、悲しいことに絶滅の危機に瀕しています。

海洋栄養ウェブ

海洋食物網。出典：chris論（J. Patrick Fischer、C。Schuhmacher、Madprime、LuisFernándezGarcía、Luis Miguel BugalloSánchez、chung-tung yeh、Susanne Heyer、Simon Andrewsの作品を通じて）

海洋環境の多様性も、さまざまな栄養ウェブを決定します。この場合、2つのタイプの基本的な栄養ネットワークが際立っています。植物プランクトンに基づくものと、化学合成古細菌によってサポートされるものです。

-植物プランクトンに基づく

海洋環境の最も特徴的な食物網は、植物プランクトン（表層に浮かぶ微視的な光合成生物）の活動に基づいています。これらの生産者から、複雑な海洋栄養ネットワークを形成するさまざまな食物連鎖が生成されます。

生産者

植物プランクトンには、シアノバクテリア、原生生物、珪藻などの単細胞藻類が数多く含まれています。それらは、何十億もの微視的個体の集団を形成する光合成独立栄養生物です。

植物プランクトン（珪藻）。出典：ストーニーブルック大学のゴードン・T・テイラー教授

これらは海流によって運び去られ、主要な消費者のための食糧として役立ちます。日光が届く浅瀬では、藻類の牧草地や水生被子植物さえも成長します。

生産者はまた、捕食される魚、ウミガメ、その他の生物の餌としても機能します。

主な消費者

主なものの1つは動物プランクトンです。動物プランクトンは、プランクトンの一部でもあり、植物プランクトンを食べている微視的な動物です。さらに、他の主要な消費者はシロナガスクジラ、ジンベエザメ、および多くの魚です。

サンゴ礁では、サンゴのポリープは植物プランクトンを食べ、他の生物はポリープを食べます。これは、ブダイ（Scaridae）やイバラの星（Acanthaster planci）の場合です。

二次消費者

これらの中には、他の魚、イソギンチャク、カタツムリ、カニ、アザラシ、アシカなど、魚を食べるさまざまな生物があります。

三次消費者

大きな海の捕食者はサメ、特に白いサメのような大きな種です。外洋でのもう1つの優れた捕食者はシャチで、イルカも同様です。アザラシはシャチのお気に入りの獲物の1つであり、魚を餌にしています。

分解者

分解プロセスは、海洋環境の状態、細菌およびワームの分解の作用によって促進されます。

-化学合成古細菌に基づく

深さ2,000m以上の海嶺にある熱水噴出孔には、非常に独特な生態系があります。これらの深さの海底はほとんど見捨てられていることを考慮すると、これらの領域での生命の爆発は際立っています。

生産者

日光はこれらの深さに達しないので、光合成プロセスは発達できません。これが、これらの生態系の食物網が別の供給源からエネルギーを得る独立栄養生物によってサポートされている理由です。

この場合、それらは硫黄などの無機化合物を酸化して化学エネルギーを生成することができる古細菌です。これらのバクテリアは、火山活動によって生成された噴気孔の温かい水のお陰で、大量増殖につながる環境を見つけます。

同様に、これらの噴気孔は化学合成に役立つ硫黄などの化合物を排出します。

主な消費者

アサリ、ワーム、その他の生物のような動物は古細菌を食べます。同様に、扁平足カタツムリ（Crysomallon squamiferum）と呼ばれる腹足類のような、非常に特定の共生関係が示されています。

このカタツムリは、食料を提供する化学合成古細菌と確立する共生関係にのみ依存します。

二次消費者

一部の深海魚は、化学合成細菌を消費する他の生物を食べます。

Detritivores

深海には、表面から沈殿する有機性破片で生息する魚、虫、その他の生物の種があります。

流れと栄養素

冷たい深海流は栄養素を海底から地表に押し、海洋食物網を統合します。

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