Katrai dzīvai būtnei ir nepieciešams uzturs. Daži organismi, piemēram, augi, fotosintēzes ceļā rada savus; citi saņem uzturu, patērējot citas dzīvās lietas. Šis uzturs dzīvām lietām piešķir enerģiju, kas nepieciešama dzīves procesu veikšanai. Katra dzīvā būtne ir daļa no pārtikas ķēdes. Cilvēku laime, mēs atrodamies lielākajā daļā pārtikas ķēžu, bet pat mums joprojām ir plēsēji. Šīs aktivitātes palīdzēs studentiem izveidot pārtikas ķēdes un saprast, kā tās atšķiras no pārtikas tīkliem.
Katra barības ķēde sākas ar saules enerģiju. Zaļie augi ir autotrofiski, kas nozīmē, ka viņi paši izveido pārtiku, izmantojot ķīmisku reakciju, ko sauc par fotosintēzi . Fotosintēzes laikā augi caur saknēm ņem oglekļa dioksīdu no gaisa un ūdeni no zemes, kas reaģē, veidojot glikozi un skābekli.
Šīs reakcijas vārdu vienādojums ir oglekļa dioksīds + ūdens → glikoze + skābeklis
Simbolu vienādojums ir 6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
Glikoze, ko veido augi, tiek izmantota elpošanai, un to var arī uzglabāt, bieži kā cieti. Kad augu patērē cita dzīvā būtne, daļa no šīs saglabātās enerģijas tiek nodota tālāk. Katrā trofiskā līmenī tiek zaudēta enerģija, jo ne visa enerģija tiek izmantota izaugsmei un tiek glabāta dzīvā būtnē. Daļa enerģijas tiek izmantota elpošanai un citiem dzīves procesiem, tāpēc galu galā šī enerģija izdalās atmosfērā kā siltums. Daļa enerģijas pārtikā tiek zaudēta kā atkritumi, piemēram, fekālijas. Jo īsāka ir pārtikas ķēde, jo efektīvāka ir enerģijas nodošana un mazāk enerģijas tiek zaudēta videi.
Dzīvu lietu, kas fotosintezējas, sauc par producentu. Uz sauszemes tas parasti ir zaļš augs. Okeānos ražotājs ir jūraszāles vai fitoplanktons, kas ir mikroskopiski organismi, kas Saules enerģiju izmanto pārtikas radīšanai. Pārtikas ķēdes beidzas ar baktērijām, kuras sauc par sadalītājiem, kas ķīmisko enerģiju izvada no dzīvo lietu atliekām. Tie ir dabas pārstrādes veids, un bez tiem planēta būtu daudz nekārtīgāka. Katrā biotopā ir virsotnes slepkava, kas ir labi pielāgota nogalināšanas mašīna.
Ņemiet šo pārtikas ķēdes piemēru: Zāle → Caterpillar → Zvirbulis → Vanags. Zāle ir ražotājs ; tas ir zaļš augs, kas fotosintēzi izmanto, lai izveidotu glikozi. Kāpurķēde ir galvenais patērētājs . Tas ir zālēdājs, kurš ēd tikai augus. Nākamais dzīvnieks barības ķēdē ir zvirbulis. Zvirbulis ir visēdājs, tas nozīmē, ka tas saņem barības vielas gan no augiem, gan dzīvniekiem, un to sauc par sekundāro patērētāju . Zvirbulis ir vanaga laupījums. Vanags ir plēsējs. Tas ir labi pielāgots darbam, jo tam ir neticami redze, kas ļauj pamanīt savu laupījumu no tālienes. Tā asie nagi ļauj tai satvert savu laupījumu. Vanags ir virsotņu plēsējs , kas nozīmē, ka barības ķēdē virs tā nav neviena cita dzīvnieka.
Šo dzīvnieku populācijas ir savstarpēji saistītas. Ja ir sausums vienu gadu un zāles daudzums samazinās, var tikt ietekmēts kāpuru skaits. Ja kāpuru skaits samazinās, tas varētu ietekmēt zvirbuļu skaitu, kas savukārt varētu ietekmēt vanagu skaitu. Bultas pārtikas ķēdē parāda enerģijas plūsmu no vienas dzīvās būtnes uz otru. Viņi norāda no apēstā organisma uz padevēju. Papildus enerģijas un vielas pārnešanai no viena organisma uz otru, ir arī nedzīvojošas ekosistēmas daļas, kuras var nodrošināt vielu dzīvām lietām, piemēram, gaiss, ūdens un minerāli.
Ekosistēmas ir plašas, un dzīvnieki reti sastopami vienā barības ķēdē. Tikai daži dzīvnieki reti ēd tikai viena veida pārtiku; tā vietā viņi saņem barības vielas no dažādiem avotiem. Tas mainās arī atkarībā no gada laika un dzīvnieka atrašanās vietas. Lapsa Aļaskas ziemeļdaļā ēdīs atšķirīgu pārtiku nekā lapsa Masačūsetsā. Pārtikas tīkli ir precīzāks veids, kā parādīt enerģijas plūsmu no vienas dzīvās būtnes uz otru. Sarežģītākas barošanas attiecības var parādīt kā pārtikas tīklus ar dažādu trofisko līmeni. Studentiem būs jāspēj noteikt aprakstītās ekosistēmas robežas, veidojot pārtikas tīklus. Piemēram, vai viņu modelis apraksta meža daļas vai visa meža ekosistēmu?
Nākamās paaudzes zinātnes standarti uzsver, ka ir svarīgi panākt, lai studenti izstrādā un izmanto modeļus parādību izpratnei. Reālajā pasaulē zinātnieki izveidos modeļus, lai palīdzētu viņiem labāk izprast sistēmu vai sistēmas daļu. Modeļi tiek izmantoti zinātnē, lai izteiktu prognozes un paziņotu idejas vai datus citiem cilvēkiem. Šajos stundu plānos ir virkne darbību, kas koncentrējas uz šo īpašo prasmi. Studenti viegli varēs izveidot savus modeļus, lai aprakstītu matērijas cikliskumu un enerģijas plūsmu starp ekosistēmas dzīvām un nedzīvojošām daļām. Tas dod jums lielisku iespēju apspriest modeļu izmantošanas ierobežojumus, dodot studentiem iespēju tos novērtēt un pilnveidot.
Lai sīkāk aplūkotu oglekļa cikliskumu starp biosfēru, atmosfēru, hidrosfēru un ģeosfēru, skatiet oglekļa cikla nodarbību plānus.
Organizējiet skolēnus grupās un katrai grupai piešķiriet lomu: ražotājs, primārais patērētājs, sekundārais patērētājs vai uzsūcējs. Katrai grupai dodiet krāsainas kartītes, kas pārstāv enerģijas vienības. Ļaujiet skolēniem „nodot” enerģijas kartītes pa ķēdi, kad katrs organisms „ēd” citu. Šī vizuālā, interaktīvā aktivitāte palīdz bērniem izprast, kā enerģija pārvietojas un zaudējas katrā trofiskajā līmenī.
Izvēlieties konkrētu ekosistēmu — piemēram, dīķi, meža gabalu vai skolas pagalmu. Pirms sākat veidot barības tīklus, noteikt, kādas dzīvās un nedzīvās daļas ir iekļautas. Tas palīdz saglabāt modeļus koncentrētus un precīzus.
Lieciet skolēniem uzdomāt vai pētīt aizsargājošus augus, dzīvniekus un skaldītājus, kas atrodamas jūsu apkārtnē. Iedrošiniet izmantot lauka vadlīnijas vai tiešsaistes resursus, lai padarītu barības ķēdi aktuālu un saprotamu viņiem.
Sniedziet plakāta papīru, marķierus un izdrukātas bildes. Ļaujiet grupām sadarboties veidojot savu izvēlēto barības ķēdi vai tīklu, zīmējot bultas, kas rāda enerģijas plūsmu. Veiciniet radošumu un komandas darbu dziļākai izpratnei.
Lūdziet skolēniem iedomāties reālu notikumu — piemēram, sausumu vai jaunas sugas ieviešanu. Pārrunājiet, kā šīs izmaiņas ietekmē katru ķēdes daļu. Šī veido kritisko domāšanu un saista zinātni ar ikdienas dzīvi.
Barības ķēde rāda, kā enerģija un barības vielas pārvietojas no viena dzīvā organisma uz citu ekosistēmā. Tas sākas ar ražotāju (piemēram, augu), kam seko patērētāji ( herbīvi, omnīvi un plēšrūnas), un tas beidzas ar sadalītājiem, kas reciklē barības vielas.
Barības ķēde ir vienkārša taisna secība, kas rāda, kā enerģija plūst starp organismiem, kamēr barības tīkls ir sarežģīta savstarpēji saistītu barības ķēžu tīkls, kas labāk atspoguļo patiesās barošanās attiecības ekosistēmā.
Visas barības ķēdes sākas ar ražotājiem, kas fotosintēzē, piemēram, augiem vai fitoplanktonu. Viņi pārveido Saules enerģiju par barību, veidojot pamatu visai citai dzīvei ķēdē.
Skolēni var izveidot barības ķēžu vai tīklu modeļus, identificējot ražotājus, patērētājus un sadalītājus ekosistēmā. Tad viņi izmanto bultiņas, lai parādītu enerģijas plūsmu starp organismiem, uzsverot saistības un trofiskos līmeņus.
Ražotāji ražo ēdienu ar fotosintēzi. Patērētāji ēd citus organismus, lai iegūtu enerģiju, un sadalītāji sadala mirušās vielas, reciklējot barības vielas atpakaļ ekosistēmā.