ระดับการกินอาหาร

3. ระดับการกินอาหาร (trophic levels)

             ความสัมพันธ์ของการกินอาหารเป็นตัวกำหนดเส้นทางของการไหลของพลังงานและวัฏจักรเคมีของระบบนิเวศ จากการวิเคราะห์การกินอาหารในระบบนิเวศทำให้นักนิเวศวิทยาสามารถ แบ่งชนิดของระบบนิเวศออกได้ตามแหล่งอาหารหลักของระดับการกิน(trophic level)

           

ภาพที่ 4 ตัวอย่างห่วงโซ่อาหาร (food chain) หัวลูกศรแสดงเส้นทางการลำเลียงอาหารจากพืชผู้ผลิตผ่านไปสู่ผู้บริโภคแรกเริ่มที่กินพืช (herbivore) ผู้บริโภคลำดับสอง ผู้บริโภคลำดับสามไปจนถึงผู้บริโภคลำดับสี่ที่กินเนื้อ (carnivore)
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

      3.1 ระดับการกินอาหาร และห่วงโซ่อาหาร (trophic level and food web)

             ลำดับการถ่ายทอดอาหารจากระดับหนึ่งไปสู่อีกระดับเรียกว่า ห่วงโซ่อาหาร (food chain)  (ภาพที่ 9.3) สัตว์พวก herbivore เป็นสัตว์กินพืช สาหร่ายและแบคทีเรีย จัดเป็นผู้บริโภคแรกเริ่ม (primary consumers)  (carnivore) ซึ่งจะกินผู้บริโภค เรียกว่าผู้บริโภคลำดับสอง (secondary consumers) ได้แก่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ขนาดเล็ก สัตว์ฟันแทะ นก กบ และ แมงมุม สิงโตและสัตว์ใหญ่ที่กินพืช(herbivores)   ในนิเวศแหล่งน้ำส่วนใหญ่เป็นปลาขนาดเล็กที่กินแพลงค์ตอนสัตว์ (zooplankton) รวมถึงสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังใต้ท้องน้ำ  ระดับการกินที่สูงขึ้นมาอีกคือผู้บริโภคลำดับสาม(tertiary consumers) ได้แก่งู ที่กินหนู บางแห่งอาจมีผู้บริโภคลำดับสี่ (quaternary consumers) ได้แก่นกฮูกและปลาวาฬ

             ห่วงโซ่อาหารจะไม่สมบูรณ์ถ้าไม่มีผู้ย่อยสลาย(detritivore หรือ decomposer) ได้แก่ จุลินทรีย์ (โพรแคริโอต และ  ฟังไจ)  ซึ่งจะเปลี่ยน อินทรียสารเป็นอนินทรียสาร ซึ่งพืชและผู้ผลิตอื่น ๆสามารถ นำกลับไปใช้ได้อีก พวก scavenger  คือสัตว์ที่กินซาก เช่น ไส้เดือนดิน สัตว์ฟันแทะและแมลงที่กินซากใบไม้ สัตว์ที่กินซากอื่นๆได้แก่ ปูเสฉวน ปลาดุก และอีแร้ง เป็นต้น

ภาพที่ 5 ฟังไจ (fungi) กำลังย่อยสลายซากขอนไม้
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

      3.2 สายใยอาหาร (food web) 

              ระบบนิเวศจำนวนน้อยที่ประกอบไปด้วยห่วงโซ่อาหารเดี่ยวๆโดยไม่มีสาขาย่อยๆ ผู้บริโภคแรกเริ่มหลายรูปแบบมักจะกินพืชชนิดเดียวกันและผู้บริโภคแรกเริ่มชนิดเดียวอาจกินพืชหลายชนิดดังนั้นสาขาย่อยของห่วงโซ่อาหารจึงเกิดขึ้นในระดับการกินอื่นๆด้วย ตัวอย่างเช่น กบตัวเต็มวัยซึ่งเป็นผู้บริโภคลำดับสองกินแมลงหลายชนิดซึ่งอาจถูกกินโดยนกหลายชนิด นอกจากนี้แล้ว ผู้บริโภคบางชนิดยังกินอาหารในระดับการกินที่แตกต่างกัน นกฮูกกินหนูซึ่งเป็นผู้บริโภคแรกเริ่มที่กินสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังบางชนิด แต่นกฮูกอาจกินงูซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่กินเนื้ออีกด้วย สิ่งมีชีวิตที่กินทั้งพืชและสัตว์ รวมทั้งมนุษย์ด้วย(omnivore) จะกินทั้งผู้ผลิตและผู้บริโภคในระดับการกินต่างๆ ดังนั้นความสัมพันธ์เชิงการกินอาหารในระบบนิเวศจึงถูกถักทอให้มีความละเอียดซับซ้อนมากยิ่งขึ้นจนกลายเป็นสายใยอาหาร (food web)  ดังภาพ

ภาพที่ 6 สายใยอาหารแบบไม่ซับซ้อน ทิศทางหัวลูกศรหมายถึง ใครบริโภคใคร
(ผู้ที่อยู่ตำแหน่งต้นของลูกศรจะถูกกินโดยผู้ที่อยู่ตำแหน่งปลายลูกศร)และทิศทางการ เคลื่อนย้ายของสารอาหารจะถูกส่งผ่านไปตามทิศทางของลูกศร
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

       3.3  ปฏิสัมพันธ์ระหว่างประชากรต่างชนิดกัน  (Interspecific Interactions in Community)  

                สิ่งมีชีวิตทั้งหลายในสังคมต้องมีปฏิสัมพันธ์กัน อาจมีทั้งพึ่งพาและแก่งแย่งกัน ความสัมพันธ์ในรูปแบบต่างๆทำให้สิ่งมีชีวิตมีวิถีชีวิตที่แตกต่างกันซึ่งแบ่งได้เป็น 3 แบบใหญ่ๆได้แก่ การแก่งแย่ง (competition) การล่าเหยื่อ (predation) และภาวะอยู่ร่วมกัน (symbiosis) ซึ่งแต่ละแบบทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อมเพื่อปรับตัวด้านวิวัฒนาการ ผ่านทางการคัดเลือกธรรมชาติมา การเรียนรู้ถึงความสัมพันธ์ของสิ่งมีชีวิตในรูปแบบต่างๆดังกล่าว ทำให้เข้าใจถึงการเปลี่ยนแปลงประชากรในสิ่งแวดล้อมได้ดีขึ้น

ภาพที่ 7 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสัตว์ชนิดต่างๆ ของสังคมในทุ่งหญ้าซาวันนา (Savanna) ในประเทศเคนยา
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

 

              3.3.1 การแก่งแย่งระหว่าง สปีชีส์  (Competition between Species) เมื่อประชากรของสังคมมี สองสปีชีส์ หรือมากกว่าและ อาศัยแหล่งทรัพยากรจำกัดที่คล้ายกันเรียกว่ามี การแก่งแย่งระหว่างปีชีส์เกิดขึ้น

ภาพที่ 8  การแก่งแย่งระหว่างพารามีเซียม 2 ชนิดในห้องปฏิบัติการ (กราฟบน) เมื่อเลี้ยงแยกกัน    และให้แบคทีเรียเป็นอาหารจำนวนคงที่ทุกวัน ประชากรของพารามีเซียมทั้งสองเจริญถึงจุด carrying capacity แต่ถ้านำพารามีเซียมทั้งสองชนิดมาเลี้ยงไว้ด้วยกัน (กราฟ ล่าง)  P. aurelia  มีการแข่งขันเมื่อได้รับอาหาร และทำให้
 P. caudatum สูญพันธุ์ไป
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

              3.3.2  การล่าเหยื่อ (predation)  ในชีวิตประจำวัน คำว่า สังคม ดูจะมีความอ่อนโยนละมุนละม่อมเป็นการช่วยเหลือกันอย่างอบอุ่น เรียกว่าcommunity spirit ในทางกลับกัน ความเป็นจริงแบบดาร์วิน (Darwinian Realities) ของการแก่งแย่งและผู้ล่า ซึ่งสิ่งมีชีวิตหนึ่งจะกินสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตต่างชนิดกัน เรียกว่า ผู้ล่า(predator) และชนิดที่เป็นอาหาร เรียกว่าเหยื่อ(prey) พืชที่ถูกสัตว์กินเป็นอาหาร และการแทะเล็มหญ้าถึงแม้จะไม่ถูกทำลายทั้งต้นก็จัดเป็นเหยื่อเช่นกัน ลักษณะของผู้ล่าและเหยื่อเป็นองค์ประกอบทางวิวัฒนาการที่จำเป็นต้องอยู่รอด การคัดเลือกโดยธรรมชาติเป็นตัวกลั่นกรองการปรับตัวทั้งของเหยื่อและผู้ล่า เช่นลักษณะการมีอุ้งเล็บ ฟันและ เขี้ยวที่แหลมคม  มีเหล็กไนที่มีสารพิษ หรือมีต่อมพิษ ที่สามารถทำให้เหยื่อสยบลงได้ บางชนิดมีการพรางตัวเพื่อใช้ล่อเหยื่อให้หลงผิดหรือตายใจ

              การป้องกันตัวของพืชต่อสิ่งมีชีวิตกินพืช (herbivore) เพราะพืชไม่อาจจะวิ่งหนีได้ จึงต้องมีโครงสร้างที่เป็นหนามและขนแข็ง พืชบางชนิดสร้างสารนิโคตินและสารมอร์ฟีน บ้างก็ผลิตสารเคมีเลียนแบบฮอร์โมนสัตว์ ทำให้สัตว์ที่หลงมากินได้รับอันตรายและเกิดอาการผิดปกติขึ้นในพัฒนาการของร่างกาย หรืออาจถึงแก่ชีวิตได้         

ภาพที่ 9  กระบองเพชรเปลี่ยนใบเป็นหนาม เพื่อลดการคายน้ำ และป้องกันสัตว์มากัดกิน รวมทั้งมีลำต้นพองอวบน้ำ เพื่อเก็บสะสมน้ำไว้ในลำต้นมากๆ
ที่มา :  http://www.bloggang.com/mainblog.php?id=eikon&month=30-03-2009&group=2&gblog=23

             สัตว์จะใช้วิธีการหลายอย่างในการป้องกันตัวเองจากผู้ล่า อาทิ เช่น การหลบหนี การซ่อนตัว  การหนีเอาตัวรอดเป็นพฤติกรรมการตอบสนองต่อผู้ล่าอย่างปกติ  นอกจากนี้ยังมีการใช้เสียงเตือน  การเลียนแบบ การเสแสร้งเพื่อหลอกให้เหยื่อตามไป รวมทั้งการรวมกลุ่มเพื่อต่อสู้กับผู้ล่าเป็นต้น

ภาพที่ 10  การรวมตัวกัน( mobbing) นกกาสองตัวกำลังร่วมกันขับไล่เหยี่ยวซึ่งมักจะมากินไข่และทำลายลูกอ่อนของอนกกา
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

ภาพที่ 11  วิธีการปกป้องลูกของนกคิลเดียร์ (Killdeer) เมื่อมีสัตว์หรือคนมารบกวน
แม่นกจะแสร้งทำเป็นปีกหักและบินออกจากรังไป เป็นการหลอกล่อเหยื่อให้ตามไป ผลก็คือทำให้เกิดความปลอดภัยกับลูกอ่อนที่อยู่ในรัง
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

ภาพที่ 12   การพรางตัว (camouflage) กบใบไม้สีน้ำตาลดำทำตัวให้กลมกลืนกับ
สีของใบไม้แห้งบนพื้นป่า
ที่มา : (http://wps.aw.com/bc_campbell_ essentials _2/ 0,7641,708230-,00.html)

ภาพที่ 13  สีสดใสสดุดตาของกบพิษลูกธนู (poison arrow frogs) ผู้ล่าทั้งหลายรู้พิษสงที่ผิวหนัง
ของกบพวกนี้เป็นอย่างดีซึ่ง นายพรานแถบอเมริกาใต้ใช้ลูกดอกจุ่มพิษนี้เพื่อปลิดชีพสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดใหญ่
ที่มา : (http://www.fedragonzalez.com/ online/ images/ glry15_jpg.jpg )

ภาพที่ 14  แตน(yellow jacket wasp)(ซ้าย) และ ผึ้ง (cuckoo bee) (ขวา) ซึ่งมีรูปร่าง
คล้ายกันมาก (Mullerial mimicry) ต่างก็มีเหล็กไนสามารถปล่อยสารพิษออกมา ทำให้ ผู้ล่าไม่กล้าเข้าใกล้
ที่มา : (http://www.ent.orst.edu/urban/ yellowjackets.html
http://images.google.co.th/images?q=    cuckoo+bee&svnum=10&hl=th&lr=)

             ผู้ล่าจะใช้วิธีการเลียนแบบในหลายด้าน เช่น  ตะพาบน้ำบางชนิดมีลิ้นลักษณะคล้ายกับตัวหนอน ลวงให้ปลาขนาดเล็ก หรือปลาชนิดต่างๆที่ต้องการจะกินเหยื่อที่เข้ามาใกล้ปากของตะพาบน้ำ ในที่สุดก็ถูกตะพาบน้ำงับกินเป็นอาหารด้วยขากรรไกรที่แข็งแรง

ภาพที่ 15  ตะพาบน้ำบางชนิดมีลิ้นลักษณะคล้ายกับตัวหนอน ลวงให้ปลาขนาดเล็ก หรือปลาชนิดต่างๆที่ต้องการจะกินเหยื่อ
ที่มา :http://www.myfirstbrain.com/student_view.aspx?ID=56677

แหล่งข้อมูล :  http://psc.pbru.ac.th/lesson/index-ecosystem.html