ஆற்றல் பாய்வு — உணவு நிலைகளும் உணவுச்சங்கிலியும்
ஏன் இது முக்கியம்? சூரிய ஒளி → தாவரம் → மான் → புலி என்ற ஒவ்வொரு படியிலும் 90% சக்தி வெப்பமாக இழக்கப்படுகிறது — இந்த உண்மை ஒன்றே ஏன் புலி உற்பத்தியாளரை விட குறைந்த எண்ணிக்கையில் உள்ளன என்பதை விளக்கும்.
இந்த 10% விதியை புரிந்தால் சக்தி கூம்பு, உணவுச் சங்கிலி கணக்குகள், தாவர உணவின் பரிசுத்திறன் — எல்லாம் தெளிவாகும்.
- சூழற் தொகுதி ஒன்றில் சக்தி (energy) கடத்தப்படும் விதத்தையும், போசணை மட்டங்களையும் (trophic levels) விபரித்தல்.
- உணவுச் சங்கிலி (food chain) மற்றும் உணவு வலை (food web) என்பவற்றை வேறுபடுத்தி, உதாரணங்களுடன் விளக்குதல்.
- உணவுச் சங்கிலி வழியிலான சக்தி இழப்பையும் (10% விதி), அது போசணை மட்டங்களின் எண்ணிக்கையை மட்டுப்படுத்தும் விதத்தையும் விளக்குதல்.
பூமிக்கான முதன்மையான சக்தி வழங்கி (energy provider) சூரியனாகும். சூரிய ஒளியைப் பயன்படுத்திப் பச்சைத் தாவரங்கள் தமக்குரிய உணவைத் தயாரித்து இழையங்களில் (tissues) சேமிக்கின்றன. எல்லா உயிரினங்களுக்கும் தேவைப்படும் சக்தியின் ஆதாரம் அவற்றின் உணவில் உள்ள வேதிச் சக்தி (chemical energy) ஆகும். இறுதியில், எந்த ஓர் அங்கியிலும் (organism) காணப்படும் வேதிச் சக்தி, தாவரங்களதும் விலங்குகளதும் இழையங்களில் சேமிக்கப்பட்ட சூரியனின் கதிர்வீச்சுச் சக்தியின் (radiant energy) மாற்றத்தினால் பெறப்படுவதாகும். சூழற் தொகுதி (ecosystem) ஒன்றினுள் காணப்படும் போசணை இடைத்தாக்கங்கள் (feeding relationships) வழியே, இந்தச் சக்தி ஓர் அங்கியிலிருந்து இன்னோர் அங்கிக்குக் கடத்தப்படுகின்றது.
1. போசணை மட்டம் (Trophic level)
Trophic layers & energy transfer in an ecosystem
Wikipedia → · CC
சூழற் தொகுதி ஒன்றில் காணப்படும் உற்பத்தியாளர்களையும் (producers) நுகரிகளையும் (consumers) போசணை மட்டங்கள் எனப்படும் பல்வேறு போசணைக் குழுக்களாக ஒழுங்குபடுத்தலாம். ஒவ்வொரு குழுவும் ஒரு போசணை மட்டம் (trophic level / feeding level) எனப்படும். எந்த ஒரு சூழற் தொகுதியிலும் முதலான உற்பத்தியாளர்கள் (primary producers) முதலாவது போசணை மட்டத்தையும், தாவர போசணியாளர்கள் (herbivores) இரண்டாவது போசணை மட்டத்தையும், முதலான மாமிச போசணியாளர்கள் (primary carnivores) மூன்றாவது போசணை மட்டத்தையும், உச்ச மாமிச போசணியாளர்கள் (top carnivores) ஏனைய மட்டங்களையும் குறிக்கின்றனர்.
2. உணவுச் சங்கிலி (Food chain)
உணவுச் சங்கிலியொன்று என்பது, முதலான உற்பத்தியாளரில் ஆரம்பித்து, ஒரு போசணை மட்டத்திலிருந்து இன்னொரு போசணை மட்டத்திற்குப் போசணைக் கூறுகளும் (nutrients) சக்தியும் கடத்தப்படும் அங்கிகளின் நேர்கோட்டுத் தொடர்ச்சியாகும் (linear sequence). சங்கிலியின் அடியிலிருந்து (உற்பத்தியாளர்கள்) மேல்நோக்கி முதலான நுகரிகள் (primary consumers), இரண்டாம் நுகரிகள் (secondary consumers), மூன்றாம் நுகரிகள் (tertiary consumers) என அமைகின்றது.
- முதலான உற்பத்தியாளர்கள் (Primary producers): சங்கிலியின் முதல் போசணை மட்டத்தில் காணப்படுபவர். இவர் தற்போசணையாளர்கள் (autotrophs); பெரும்பாலும் தாவரங்கள், அல்காக்கள் (algae) அல்லது சயனோபக்றீரியா (cyanobacteria) போன்ற ஒளித்தொகுப்பு (photosynthetic) அங்கிகள். ஒளிச் சக்தியை வேதிச் சக்தியாக மாற்றிச் சேதனப் பொருளை (organic matter) உருவாக்குபவர்.
- முதலான நுகரிகள் (Primary consumers): முதலான உற்பத்தியாளர்களை உண்பவர்; பொதுவாகத் தாவர போசணியாளர்கள் (herbivores).
- இரண்டாம் நுகரிகள் (Secondary consumers): முதலான நுகரிகளை உண்பவர்; பொதுவாக மாமிச போசணியாளர்கள் (carnivores).
- மூன்றாம் நுகரிகள் (Tertiary consumers): இரண்டாம் நுகரிகளை உண்பவர்; மாமிச போசணியாளரை உண்ணும் மாமிச போசணியாளர் — உதாரணமாகக் கழுகு அல்லது பெரிய மீன் இனங்கள்.
3. உணவு வலை (Food web)
Aquatic food web
Wikipedia → · CC
ஒரு இயற்கைச் சூழற் தொகுதியில் உணவுச் சங்கிலிகள் தனித்தனியாகக் காணப்படமாட்டாது. உணவுச் சங்கிலிகள் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கப்பட்டு உணவு வலைகளை உருவாக்குகின்றன. சூழற் தொகுதி ஒன்றில் ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கப்பட்ட போசணை இடைத்தாக்கங்களின் தொகுதியே உணவு வலையாகும். (Campbell, 10th edition, 2015)
4. உணவுச் சங்கிலி வழியே சக்தி இழப்பு (Energy loss)
Ecological pyramid — energy loss
Wikipedia → · CC
உணவுச் சங்கிலி வழியிலான சக்திப் பாய்வு (energy flow) எப்பொழுதும் ஒரே திசைக்கு உரியது (unidirectional). உணவுச் சங்கிலியில் ஒவ்வொரு போசணை மட்டத்திலும் சாத்தியச் சக்தியில் (potential energy) கணிசமான பகுதி (ஏறக்குறைய 90%) வெப்பமாகவும் சுவாசத்திலும் (respiration) இழக்கப்படுகின்றது. இதன் விளைவாக, ஒவ்வொரு போசணை மட்டத்திலுமுள்ள அங்கிகள் தாம் உண்மையில் பெற்றதிலும் குறைவான சக்தியையே (ஏறக்குறைய 10%) அடுத்த போசணை மட்டத்திற்குக் கடத்துகின்றன.
இதுவே ஓர் உணவுச் சங்கிலியில் உள்ள போசணை மட்டங்களின் எண்ணிக்கையை நான்கு அல்லது ஐந்தாக மட்டுப்படுத்துகின்றது. சூழலியல் ரீதியாக மிகவும் வினைத்திறன் (efficient) கொண்ட உணவுச் சங்கிலி குறுகியதாகும். உணவுச் சங்கிலி நீண்டதாக இருக்கும்போது உயர் மட்ட அங்கிகளுக்குக் கிடைக்கும் சக்தி குறைவாகும். இவ்வாறு கிடைக்கும் சக்தி படிப்படியாகக் குறைந்து செல்வதே சூழலியல் கூம்பகம் (ecological pyramid) எனப்படும் கூம்பு வடிவம் உருவாகக் காரணமாகும். குறுகிய உணவுச் சங்கிலிகளில், நீண்டவற்றை விட, உயர் போசணை மட்டத்திலும் கூடிய சக்தி கிடைக்கின்றது.
5. போசணை மட்டங்களின் ஒப்பீடு
| போசணை மட்டம் / Trophic level | அங்கி வகை / Type | உதாரணம் / Example |
|---|---|---|
| 1 — முதலான உற்பத்தியாளர் (Primary producer) | தற்போசணையாளர் (autotroph) | புல், அல்கா |
| 2 — முதலான நுகரி (Primary consumer) | தாவர போசணியாளர் (herbivore) | வெட்டுக்கிளி, முயல் |
| 3 — இரண்டாம் நுகரி (Secondary consumer) | மாமிச போசணியாளர் (carnivore) | தவளை, பாம்பு |
| 4 — மூன்றாம் நுகரி (Tertiary consumer) | உச்ச மாமிச போசணியாளர் (top carnivore) | கழுகு, பெரிய மீன் |
Food Webs and Energy Pyramids: Bedrocks of Biodiversity
Amoeba Sisters
- மண் / Soil
- சூரியன் / The Sun
- நீர் / Water
- காற்று / Air
- தாவரங்கள் / Plants
பதில் / Answer
- தம் உணவை இழையங்களில் சேமித்து / Their own food, stored in tissues
- ஒட்சிசனை மட்டும் / Only oxygen
- வெப்பத்தை மட்டும் / Only heat
- நீரை மட்டும் / Only water
- -
பதில் / Answer
- ஒரு வகை சூழற் தொகுதி / A type of ecosystem
- ஒரு போசணைக் குழு / A feeding group
- ஒரு வகை மண் / A type of soil
- ஒரு பருவகாலம் / A season
- -
பதில் / Answer
- தாவர போசணியாளர்கள் / Herbivores
- முதலான உற்பத்தியாளர்கள் / Primary producers
- மாமிச போசணியாளர்கள் / Carnivores
- சிதைப்போர் / Decomposers
- -
பதில் / Answer
- முதலாவது / First
- இரண்டாவது / Second
- மூன்றாவது / Third
- நான்காவது / Fourth
- -
பதில் / Answer
- முதலாவது மட்டம் / First level
- இரண்டாவது மட்டம் / Second level
- மூன்றாவது மட்டம் / Third level
- -
- -
பதில் / Answer
- அங்கிகளின் நேர்கோட்டுத் தொடர்ச்சி / A linear sequence of organisms
- ஒன்றோடொன்று இணைந்த வலை / An interconnected network
- ஒரு வகை கூம்பகம் / A type of pyramid
- மண் சூழற்சி / A soil cycle
- -
பதில் / Answer
- மூன்றாம் நுகரி / A tertiary consumer
- முதலான உற்பத்தியாளர் / A primary producer
- சிதைப்போர் / A decomposer
- மாமிச போசணியாளர் / A carnivore
- -
பதில் / Answer
- பரபோசணையாளர் / Heterotrophs
- தற்போசணையாளர் (autotrophs) / Autotrophs
- ஒட்டுண்ணிகள் / Parasites
- சிதைப்போர் / Decomposers
- -
பதில் / Answer
- மாமிச போசணியாளர்கள் / Carnivores
- தாவர போசணியாளர்கள் / Herbivores
- தற்போசணையாளர்கள் / Autotrophs
- உச்ச வேட்டையாளர்கள் / Top predators
- -
பதில் / Answer
- முதலான உற்பத்தியாளர் / Primary producers
- இரண்டாம் நுகரிகள் / Secondary consumers
- மூன்றாம் நுகரிகள் / Tertiary consumers
- சிதைப்போர் / Decomposers
- -
பதில் / Answer
- தாவர போசணியாளர்கள் / Herbivores
- மாமிச போசணியாளர்கள் / Carnivores
- தற்போசணையாளர்கள் / Autotrophs
- -
- -
பதில் / Answer
- முதலான நுகரிகள் / Primary consumers
- மூன்றாம் நுகரிகள் / Tertiary consumers
- உற்பத்தியாளர்கள் / Producers
- தாவர போசணியாளர்கள் / Herbivores
- -
பதில் / Answer
- முதலாவது / First
- இரண்டாவது / Second
- மூன்றாவது / Third
- நான்காவது / Fourth
- -
பதில் / Answer
- தனித்தனியாகவே காணப்படும் / Exist separately
- காணப்படமாட்டா; வலையாக இணையும் / Do not exist; form webs
- மாறமாட்டா / Never change
- ஒரே ஒன்றாக இருக்கும் / Are always single
- -
பதில் / Answer
- ஒரு நேர்கோட்டுச் சங்கிலி / A single linear chain
- ஒன்றோடொன்று இணைந்த போசணை இடைத்தாக்கங்கள் / Interconnected feeding relationships
- ஒரு வகை மண் / A type of soil
- ஒரு கூம்பகம் / A pyramid
- -
பதில் / Answer
- இருதிசை / Bidirectional
- ஒரே திசை (unidirectional) / Unidirectional
- சுழற்சியானது / Cyclic
- தற்செயலானது / Random
- -
பதில் / Answer
- 10%
- 50%
- 90%
- 100%
- 25%
பதில் / Answer
- 90%
- 10%
- 50%
- 75%
- -
பதில் / Answer
- வெப்பம் + சுவாசம் / Heat and respiration
- ஒளி + ஒலி / Light and sound
- மழை / Rainfall
- மண் அரிப்பு / Soil erosion
- -
பதில் / Answer
- 1–2
- 4–5
- 8–10
- 15–20
- -
பதில் / Answer
- மிக நீண்டது / The longest
- மிகக் குறுகியது / The shortest
- நடுத்தரமானது / Of medium length
- கிளைத்தது / The most branched
- -
பதில் / Answer
- அதிகரிக்கும் / Increases
- குறையும் / Decreases
- மாறாது / Stays same
- இரட்டிக்கும் / Doubles
- -
பதில் / Answer
- உணவு வலை / A food web
- சூழலியல் கூம்பகம் (ecological pyramid) / An ecological pyramid
- ஒரு நேர்கோடு / A straight line
- ஒரு வட்டம் / A circle
- -
பதில் / Answer
- வெப்பச் சக்தி / Heat energy
- வேதிச் சக்தி (சேதனப்பொருள்) / Chemical energy (organic matter)
- ஒலிச் சக்தி / Sound energy
- மின்சக்தி / Electrical energy
- -
பதில் / Answer
- சூரிய ஒளி / Sunlight directly
- அவற்றின் உணவில் உள்ள வேதிச் சக்தி / Chemical energy in their food
- வெப்பம் / Heat
- நீர் / Water
- -
பதில் / Answer
- முதல் மட்டம் / The first level
- உணவுச் சங்கிலியின் உயர் மட்டங்கள் / The higher levels of the chain
- மட்டமே இல்லை / No level at all
- இரண்டாம் மட்டம் மட்டும் / Only the second level
- -
பதில் / Answer
- அல்கா உண்ணிகள் அல்லது பற்றீரியா உண்ணிகள் / Algae-eaters or bacteria-eaters
- உச்ச வேட்டையாளர்கள் / Top predators
- தற்போசணையாளர்கள் / Autotrophs
- -
- -
பதில் / Answer
- சக்தி மீண்டும் சுழலும் / Energy recycles back
- ஒவ்வொரு மட்டத்திலும் சக்தி குறையும் / Energy decreases at each level
- சக்தி அதிகரிக்கும் / Energy increases
- மட்டங்கள் வரம்பற்றவை / Levels are unlimited
- -
பதில் / Answer
- உயர் மட்டத்திலும் கூடிய சக்தி கிடைக்கும் / More energy available even at the top
- குறைந்த உயிரினங்கள் / Fewer organisms only
- அதிக சக்தி இழப்பு / Greater energy loss
- மழை அதிகம் / More rain
- -
பதில் / Answer
- போசணை மட்டம் (trophic level) என்றால் என்ன? முதல் மூன்று மட்டங்களை அவற்றின் உதாரணங்களுடன் கூறுக. / What is a trophic level? Name the first three levels with examples. (3)
- உணவுச் சங்கிலிக்கும் உணவு வலைக்கும் இடையிலான வேறுபாட்டைக் கூறுக. / State the difference between a food chain and a food web. (2)
- உணவுச் சங்கிலி வழியிலான சக்தி இழப்பை விளக்கி, 10% விதியைக் கூறுக. / Explain energy loss along a food chain and state the 10% rule. (3)
- உணவுச் சங்கிலி ஏன் 4–5 மட்டங்களுக்கு மேல் நீள முடியாது? / Why can a food chain not exceed 4–5 trophic levels? (2)
மாதிரி விடை / Model answer
(ஆ) உணவுச் சங்கிலி = அங்கிகளின் நேர்கோட்டுத் தொடர்; உணவு வலை = ஒன்றோடொன்று இணைந்த பல சங்கிலிகள். (2)
(இ) சக்திப் பாய்வு ஒரே திசை; ஒவ்வொரு மட்டத்திலும் ~90% வெப்பம்+சுவாசத்தில் இழப்பு; ~10% மட்டுமே அடுத்த மட்டத்திற்குக் கடத்தல் (10% விதி). (3)
(ஈ) ஒவ்வொரு மட்டத்திலும் சக்தி பெருமளவில் குறைவதால், உயர் மட்டங்களுக்குப் போதிய சக்தி கிடைக்காது; எனவே 4–5 மட்டங்களாக மட்டுப்படும். (2)
சூழற் தொகுதி ஒன்றில் சக்தி ஓர் அங்கியிலிருந்து இன்னோர் அங்கிக்குக் கடத்தப்படும் விதத்தை, போசணை மட்டங்கள், உணவுச் சங்கிலி, உணவு வலை மற்றும் சக்தி இழப்பு (10% விதி) என்பவற்றை உள்ளடக்கி விபரிக்க. / Describe how energy is transferred from one organism to another in an ecosystem, covering trophic levels, food chains, food webs and energy loss (the 10% rule).
விடைக் குறிப்புகள் / Answer outline
• போசணை மட்டங்கள் — உற்பத்தியாளர் (1), தாவர போசணியாளர் (2), மாமிச போசணியாளர் (3), உச்ச மாமிச போசணியாளர்.
• உணவுச் சங்கிலி — நேர்கோட்டுத் தொடர் (புல்→வெட்டுக்கிளி→தவளை→பாம்பு→கழுகு).
• உணவு வலை — இணைந்த பல சங்கிலிகள்; இயற்கையில் தனித்த சங்கிலி இல்லை.
• சக்திப் பாய்வு ஒரே திசை; ஒவ்வொரு மட்டத்திலும் ~90% இழப்பு, ~10% கடத்தல் → 4–5 மட்டங்களாக மட்டுப்பாடு; சூழலியல் கூம்பகம் உருவாதல்.
பதில் / Show answer
- ஆற்றல்: சூரியன் → உற்பத்தியாளர் → நுகர்வோர்; ஒருவழி.
- ஒவ்வொரு உணவு நிலையிலும் ~10% மட்டுமே கடத்தப்படும்.
- உணவுச்சங்கிலி நேர்கோடு; உணவு வலை = பல சங்கிலிகள்.