กระบวนการถ่ายทอดพลังงาน

         สิ่งมีชีวิตทุกชนิดในระบบนิเวศมีกิจกรรมต่างๆ ทั้งภายในและภายนอกร่างกาย กิจกรรมต่างๆ ที่เกิดขึ้นจำเป็นต้องใช้พลังงาน สำหรับแหล่งกำเนิดพลังงานที่ใหญ่ที่สุดของโลกสิ่งมีชีวิตคือ ดวงอาทิตย์(ประมาณ 99%) นอกจากนั้นก็มาจากแหล่งอื่น เช่น ดวงจันทร์ การเผาไหม้ เป็นต้น พลังงานแสงสว่างจากดวงอาทิตย์เข้าสู่ระบบนิเวศ โดยผู้ผลิตจะนำมาเปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์ในกระบวนการสังเคราะห์แสงได้เพียงส่วนน้อย คือ ประมาณร้อยละ 1-2 ของพลังงานแสงทั้งหมด
ผู้ผลิตซึ่งเป็นพืชที่มีคลอโรฟิลนี้จะเปลี่ยนพลังงานแสงให้เป็นพลังงานเคมีแล้วนำพลังงานเคมีนี้ไปสังเคราะห์สารประกอบที่มีโครงสร้างอย่างง่าย คือ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)ให้เป็นสารประกอบที่มีโครงสร้างซับซ้อนและมีพลังงานสูง คือ คาร์โบไฮเดรท (CH2)N

          พลังงานที่ผู้ผลิตรับไว้ได้จากดวงอาทิตย์และเปลี่ยนไปอยู่ในรูปของสารอาหารนี้ จะมีการถ่ายทอไปตามลำดับขั้นของการกินอาหารภายในระบบนิเวศ คือ ผู้บริโภคจะได้รับพลังงานจากผู้ผลิต โดยการกินต่อไปเป็นทอดๆ ในแต่ละลำดับขั้นของการถ่ายทอดพลังงานนี้ พลังงานจะค่อยๆ ลดลงไปในแต่ลำดับเรื่อยๆ ไป เนื่องจากได้สูญเสียออกไปในรูปของความร้อนการรับพลังงานจากดวงอาทิตย์ โดยผู้ผลิตเป็นจุดแรกที่มีความสำคัญยิ่งต่อระบบนิเวศนั้นระบบนิเวศใดรับพลังงานไว้ได้มาก ย่อมแสดงให้เห็นว่า ระบบนิเวศนั้นมีความอุดมสมบูรณ์มาก
ในระบบนิเวศการกินอาหารต่อกันเป็นทอดๆ เพื่อการถ่ายทอดพลังงาน(Trophic niche) ของสิ่งมีชีวิต สามารถแบ่งออกเป็น 2 ลักษณะใหญ่ คือ

         1. ห่วงโซ่อาหาร(Food chain) คือ กระบวนการถ่ายทอดพลังงานโดยการกินอาหารจากสิ่งมีชีวิตระดับหนึ่งไปยังสิ่งมีชีวิตอีกระดับหนึ่งเป็นแนว หรือทิศทางเดียว นิยมเริ่มต้นห่วงโซ่อาหารจากผู้ผลิต โดยมีรูปแบบของห่วงโซ่อาหาร และตัวอย่างของห่วงโซ่อาหาร

         รูปแสดงห่วงโซ่อาหาร

         ห่วงโซ่อาหาร แบ่งเป็น 4 แบบ คือ

         1.1 ห่วงโซ่อาหารแบบผู้ล่า(Predater chain หรือ Grazing food chain) เป็นห่วงโซ่อาหารแบบจับกินเป็นลำดับขั้น โดยเริ่มจากผู้ผลิตหรือพืชถูกกินโดยผู้บริโภคพืช จากนั้น ผู้บริโภคพืชถูกกินต่อโดยผู้บริโภคสัตว์ และผู้บริโภคสัตว์ถูกกินโดยผู้บริโภคสัตว์ลำดับต่อๆ ไป ดังนั้นการถ่ายทอดพลังงานในห่วงโซ่อาหารแบบนี้ จึงประกอบด้วยผู้ล่า(Predator) และเหยื่อ (Prey) ดังตัวอย่าง

         1.2 ห่วงโซ่อาหารแบบปรสิต(Parasitic chain) เริ่มจากผู้ถูกอาศัย(Host) จะถ่ายทอดพลังงานไปสู่ปรสิต และจากปรสิตไปสู่ปรสิตอันดับสูงกว่า(Hyperparasite) โดยมีรูปแบบของห่วงโซ่ อาหารและตัวอย่างดังนี้

         1.3 ห่วงโซ่อาหารแบบเศษอินทรีย์ (Detritus chain) เป็นห่วงโซ่อาหารที่เริ่มจากซากพืชหรือซากสัตว์ (Detritus) ถูกกินโดยผู้บริโภคซากพืชหรือซากสัตว์ซึ่งจะถูกกินต่อโดยผู้บริโภคสัตว์ หรือเริ่มจากซากพืชซากสัตว์ถูกย่อยโดยรา และราถูกกินโดยผู้บริโภคราเป็นอาหาร ดังตัวอย่าง

         1.4 ห่วงโซ่อาหารแบบผสม (Mixed chain) เป็นห่วงโซ่อาหารที่มีการถ่ายทอดพลังงานระหว่างสิ่งมีชีวิตหลายๆ ประเภท ซึ่งในแต่ละห่วงโซ่อาหารอาจมีทั้งแบบผู้ล่า และแบบปรสิต เช่น เริ่มต้นจากผู้ผลิตจะถ่ายทอดพลังงานไปยังผู้บริโภคที่กินพืชซึ่งจะถ่ายทอดพลังงานต่อไปยังปรสิต เป็นต้น ดังตัวอย่าง

         2. สายใยอาหาร (Food web) หมายถึง ห่วงโซ่อาหารที่ซับซ้อนหลายๆ ชุด (Complex food chain) ซึ่งต่อเนื่องกัน ทำให้เกิดการถ่ายทอดพลังงานในรูปอาหารระหว่างสิ่งมีชีวิตที่มีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กันอย่างซับซ้อน จึงมีโอกาสถ่ายทอดพลังงานได้หลายทิศทาง
ความสัมพันธ์เชิงอาหารระหว่างสิ่งมีชีวิต ในลักษณะสายใยอาหารจะเกิดในธรรมชาติจริงๆ มากกว่าในลักษณะห่วงโซ่อาหาร เพราะว่าสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดกินอาหารได้หลายชนิด และสิ่งมีชีวิตบางชนิดเป็นอาหารของสัตว์ได้หลายชนิด จึงเกิดห่วงโซ่อาหารเชื่อมโยงกันคล้ายใย แมงมุม ดังภาพ