11. Trong hệ sinh thái, vì sao chuỗi thức ăn thường chỉ có 4–5 bậc dinh dưỡng?

Question

Junie · Accepted Answer

Một chuỗi thức ăn trong tự nhiên thường không dài quá 4 – 5 mắt xích vì có sự thất thoát năng lượng lớn ở mỗi mắt xích: Phần lớn năng lượng (khoảng 90%) ở mỗi mắt xích bị mất đi do hoạt động hô hấp, bài tiết chất thải, các phần rơi rụng (lá cây, lông động vật,…), chỉ một phần nhỏ được sinh vật tích lũy để sản sinh các chất hữu cơ cho cơ thể và truyền lên mắt xích cao hơn. Do đó, mắt xích càng cao thì năng lượng càng thấp và đến mức nào đó không còn đủ duy trì của một mắt xích tiếp theo.

Timi · Answer

Trong các hệ sinh thái, chiều dài của chuỗi thức ăn thường bị giới hạn ở khoảng 4–5 bậc dinh dưỡng chủ yếu vì hai lý do sau:

1. Hiệu suất truyền năng lượng rất thấp  
   - Mỗi khi năng lượng truyền từ bậc dinh dưỡng này lên bậc dinh dưỡng kế tiếp (từ nhà sản xuất lên động vật ăn thực vật, rồi lên động vật ăn thịt cấp 1…), thường chỉ có khoảng 5–20% năng lượng (thông thường xấp xỉ 10%) được tích lũy thành sinh khối ở bậc trên.  
   - Phần còn lại bị mất đi chủ yếu dưới dạng nhiệt trong quá trình hô hấp, vận động, duy trì chức năng sống, tiêu hóa…  
   - Sau 4–5 bậc chuyển hóa, lượng năng lượng còn sót lại quá ít để duy trì thêm một bậc dinh dưỡng nữa.

2. Hạn chế về khối lượng sinh khối và ổn định quần xã  
   - Theo kim tự tháp sinh khối, tổng khối lượng (sinh khối) của mỗi bậc dinh dưỡng giảm dần khi lên cao. Nhà sản xuất (thực vật, tảo…) có sinh khối lớn nhất, còn đỉnh chuỗi (động vật ăn thịt lớn) có sinh khối rất nhỏ.  
   - Nếu chuỗi thức ăn quá dài, quần thể của các loài ở bậc đỉnh sẽ quá ít, dễ bị biến động lớn, dẫn đến mất ổn định cho toàn hệ sinh thái.

Kết quả là, trong hầu hết các hệ sinh thái trên cạn lẫn dưới nước, người ta chỉ quan sát được từ 4 đến 5 bậc dinh dưỡng chặt chẽ. Khi vượt quá con số này, năng lượng truyền lên không đủ để duy trì tổ chức và ổn định của quần xã.