Každý potravinový řetězec začíná energií ze slunce. Zelené rostliny jsou autotrofní, což znamená, že si vytvářejí vlastní jídlo pomocí chemické reakce zvané fotosyntéza . Během fotosyntézy rostliny odebírají oxid uhličitý ze vzduchu a vody ze země skrze jejich kořeny, které reagují na produkci glukózy a kyslíku.
Slovo rovnice pro tuto reakci je oxid uhličitý + voda → glukóza + kyslík
Symbol rovnice je 6CO 2 + 6 H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Glukóza, kterou rostliny vytvářejí, se používá pro dýchání a může být také uložena, často jako škrob. Když rostlina spotřebovává jiná živá věc, část této uložené energie se předává. Energie je ztracena na každé trofické úrovni, protože ne veškerá energie se používá pro růst a je uložena v živé bytosti. Část energie se používá k dýchání a dalším životním procesům, takže se tato energie nakonec uvolňuje do atmosféry jako teplo. Část energie v potravě je ztracena jako odpad, například výkaly. Čím je potravinový řetězec kratší, tím účinnější je přenos energie a méně energie se ztrácí do životního prostředí.
Živá věc, která fotosyntetizuje, se nazývá producent. Na zemi je to obvykle zelená rostlina. V oceánech je producentem mořské řasy nebo fytoplankton, což jsou mikroskopické organismy, které využívají sluneční energii k vytváření potravy. Potravní řetězce končí bakteriemi zvanými rozkladače, které extrahují chemickou energii ze zbytků živých věcí. Jsou přírodním způsobem recyklace a bez nich by planeta byla mnohem poselejší. V každém prostředí je zabiják na vrcholu, který je dobře přizpůsobeným zabijákem.
Vezměme si tento příklad potravního řetězce: Tráva → Caterpillar → Vrabec → Hawk. Tráva je producentem ; je to zelená rostlina, která používá fotosyntézu k vytvoření glukózy. Housenka je primárním spotřebitelem . Je to býložravec, který jedí pouze rostliny. Dalším zvířetem v potravinovém řetězci je vrabec. Vrabec je všežravec, což znamená, že získává své živiny z rostlin i zvířat a nazývá se sekundárním spotřebitelem . Vrabec je kořistí jestřába. Jestřáb je dravec. Je dobře přizpůsoben pro tuto práci, protože má neuvěřitelný zrak, který mu umožňuje spatřit svou kořist daleko. Jeho ostré drápy mu umožňují uchopit kořist. Jestřáb je vrcholný predátor , což znamená, že na potravním řetězci nad ním není žádné jiné zvíře.
Populace těchto zvířat jsou spojeny. Pokud dojde k suchu jeden rok a sníží se množství trávy, může být ovlivněn počet housenek. Pokud se počet housenek sníží, pak by to mohlo ovlivnit počet vrabců, což by mohlo zase ovlivnit počet jestřábů. Šipky v potravinovém řetězci ukazují tok energie z jedné živé bytosti do druhé. Poukazují na to, že se organismus konzumuje do krmítka. Kromě energie a hmoty přenášené z jednoho organismu na další existují také neživé části ekosystému, které mohou dodávat hmotu živým věcem, jako je vzduch, voda a minerály.
Ekosystémy jsou obrovské a zvířata zřídka existují v jediném potravinovém řetězci. Málo zvířat jen zřídka jedí jen jeden druh jídla; místo toho získávají své živiny z různých zdrojů. To se také liší v závislosti na ročním období a umístění zvířete. Liška na severní Aljašce bude jíst jiné jídlo než liška v Massachusetts. Potravinové sítě jsou přesnějším způsobem, jak ukázat tok energie z jedné živé bytosti na druhou. Složitější stravovací vztahy lze ukázat jako potravinové sítě s různými trofickými úrovněmi. Studenti budou muset být schopni definovat hranice ekosystému, který popisují, když vytvářejí potravinové sítě. Například popisuje jejich model ekosystém části lesa nebo celého lesa?
Vědecké standardy nové generace tlačí na důležitost toho, aby studenti vyvinuli a používali modely k porozumění jevům. V reálném světě budou vědci vytvářet modely, které jim pomohou porozumět systému nebo jeho části. Modely se ve vědě používají k vytváření předpovědí a předávání nápadů nebo dat ostatním lidem. V těchto plánech lekce je řada aktivit, které se zaměřují na tuto konkrétní dovednost. Studenti budou snadno schopni vytvořit své vlastní modely, které popíší, jak se hmota mění a toky energie mezi živými a neživými částmi ekosystému. To vám dává skvělou příležitost diskutovat o omezeních používání modelů a dát studentům příležitost je vyhodnotit a vylepšit.
Chcete-li se podrobněji podívat na to, jak se uhlík pohybuje v biosféře, atmosféře, hydrosféře a geosféře, podívejte se na plány hodin uhlíkového cyklu.
