Chuỗi thức ăn gồm những gì: sinh vật sản xuất, tiêu thụ và phân giải

Chuỗi thức ăn là một dãy sinh vật nối với nhau bằng quan hệ ăn – bị ăn, trong đó mỗi loài là một mắt xích: nó ăn mắt xích đứng trước và bị mắt xích đứng sau ăn. Một chuỗi thức ăn gồm ba nhóm chính: sinh vật sản xuất (cây xanh, tảo), sinh vật tiêu thụ (các bậc động vật) và sinh vật phân giải (vi khuẩn, nấm). Ví dụ quen thuộc: lúa → châu chấu → ếch → rắn → diều hâu.

Đọc một chuỗi thức ăn cho đúng

Trong sơ đồ, mũi tên luôn chỉ theo hướng năng lượng đi, tức là từ con bị ăn sang con ăn. "Cỏ → thỏ" nghĩa là năng lượng trong cỏ chảy vào thỏ. Học sinh hay vẽ ngược vì nghĩ theo hướng "thỏ ăn cỏ". Chỉ cần nhớ mũi tên là đường đi của thức ăn, không phải cái miệng.

Mỗi vị trí trong chuỗi gọi là một bậc dinh dưỡng:

Sinh vật phân giải không đứng ở một bậc cố định: chúng xử lý xác và chất thải của mọi bậc, nên thường được vẽ bên cạnh chuỗi với nhiều mũi tên đổ về.

Sinh vật sản xuất: những cỗ máy biến nắng thành đồ ăn

Sinh vật sản xuất còn gọi là sinh vật tự dưỡng: chúng tự làm ra chất hữu cơ từ chất vô cơ. Nhóm chính dùng ánh sáng — cây xanh trên cạn, tảo và vi khuẩn lam dưới nước — qua quang hợp: khí cacbonic cộng nước, dưới ánh sáng, thành đường và oxy.

Điều nhiều người bất ngờ: trên toàn cầu, các sinh vật quang hợp dưới biển, phần lớn là những tế bào phù du nhỏ đến mức mắt thường không thấy, làm ra khoảng một nửa lượng chất hữu cơ mới mỗi năm. Rừng và đồng cỏ gánh nửa còn lại. Cánh đồng xanh trong sơ đồ sách giáo khoa chỉ là một nửa câu chuyện.

Ở một số nơi tối hoàn toàn, vi khuẩn hoá tự dưỡng lấy năng lượng từ phản ứng hoá học (oxy hoá hợp chất lưu huỳnh, sắt, amoniac) để tạo chất hữu cơ. Chúng cũng là sinh vật sản xuất, chỉ không cần nắng.

Sinh vật tiêu thụ: ăn cỏ, ăn thịt, ăn tạp

Sinh vật tiêu thụ là sinh vật dị dưỡng: phải lấy chất hữu cơ có sẵn từ sinh vật khác.

• Tiêu thụ bậc 1 (ăn thực vật): trâu bò, thỏ, châu chấu, sâu ăn lá, ốc, động vật phù du ăn tảo. Nhiều con có bộ máy tiêu hoá đặc biệt — dạ cỏ của trâu bò chứa vi sinh vật phân huỷ xenlulôzơ mà bản thân con vật không tự tiêu hoá được.
• Tiêu thụ bậc 2 trở lên (ăn thịt): ếch, rắn, chim ăn sâu, cá dữ, mèo rừng, cú.
• Ăn tạp: chuột, lợn rừng, gấu, quạ, và cả con người. Một loài ăn tạp có thể đứng ở nhiều bậc cùng lúc: khi ăn hạt nó là bậc 2, khi ăn sâu nó là bậc 3.

Chữ "bậc 1, bậc 2" ở đây đếm theo sinh vật tiêu thụ, còn "bậc dinh dưỡng 2, 3" đếm từ cây. Tiêu thụ bậc 1 = bậc dinh dưỡng 2. Đề kiểm tra hay trộn hai cách đếm này.

Sinh vật phân giải: mắt xích bị quên nhiều nhất

Khi lá rụng, khi con rắn chết, khi trâu thải phân, ai dọn? Đó là vi khuẩn và nấm — sinh vật phân giải thực sự, tiết enzim ra ngoài để cắt nhỏ chất hữu cơ thành chất khoáng rồi hấp thụ. Đi cùng là các con vật ăn mùn bã (giun đất, mối, cuốn chiếu, bọ hung, cua còng ở bãi triều) xé nhỏ xác vụn, giúp vi sinh làm việc nhanh hơn.

Không có nhóm này, đất sẽ bị phủ dày bởi xác lá và nitơ, photpho bị nhốt lại trong xác chết, cây không còn gì để hút. Mảng phân giải còn có một chuỗi riêng gọi là chuỗi thức ăn mùn bã: lá rụng → vi khuẩn, nấm → giun, bọ nhảy → nhện, rết → chim. Ở rừng và đáy hồ, phần lớn năng lượng thật ra chảy qua chuỗi mùn bã chứ không qua chuỗi "cây → con ăn cỏ".

Ví dụ chuỗi thức ăn ở nhiều hệ sinh thái

Một chuyện thú vị ở Nam Cực: cá voi xanh, con vật lớn nhất từng sống, lại đứng ở bậc dinh dưỡng thấp — nó ăn krill, mà krill ăn tảo. Chuỗi càng ngắn, càng ít năng lượng thất thoát, nên một con vật khổng lồ mới có đủ ăn. Đây là lý do những sinh vật to nhất biển cả (cá voi tấm sừng, cá nhám voi, cá đuối manta) đều ăn sinh vật phù du chứ không săn mồi lớn.

Vì sao chuỗi thức ăn ngắn

Hiếm khi thấy chuỗi dài quá năm, sáu mắt xích. Lý do chính là năng lượng hao hụt rất nhiều qua mỗi bậc: con vật dùng phần lớn thức ăn để thở, giữ nhiệt, chạy nhảy, và thải ra ngoài phần không tiêu hoá được. Chỉ một phần nhỏ — trung bình khoảng một phần mười, dao động nhiều theo loài — được tích lại thành thịt để bậc sau dùng. Qua bốn, năm bậc, lượng còn lại quá ít để nuôi một quần thể đủ lớn. Phần này được bàn kỹ trong bài về tháp sinh thái.

Các nhà sinh thái còn tranh luận về những yếu tố khác: hệ càng ổn định, càng rộng thì chuỗi có xu hướng dài hơn; con săn mồi đầu bảng cần lãnh thổ lớn, nên hệ nhỏ khó giữ được chúng. Một cái ao nhỏ hiếm khi có đủ chỗ cho một con rái cá.

Chuỗi thức ăn thật ra là một phần của lưới

Ngoài đời, ếch không chỉ ăn châu chấu; nó ăn cả ruồi, nhện, sâu. Rắn không chỉ ăn ếch; nó ăn cả chuột, chim non. Khi vẽ tất cả các mối ăn – bị ăn chồng lên nhau, ta được lưới thức ăn. Chuỗi thức ăn chỉ là một sợi rút ra từ lưới để học cho dễ. Hiểu chuỗi trước, rồi mở rộng thành lưới, là đi đúng thứ tự.

Góc nhìn hôm nay: tự vẽ chuỗi thức ăn quanh nhà

Một bài tập hay cho học sinh và phụ huynh: đi một vòng bờ ruộng, công viên hay khu vườn vào sáng sớm, ghi lại những gì đang ăn cái gì. Kiến tha xác sâu, chim sáo nhặt cào cào trên lưng trâu, nhện giăng lưới bắt muỗi, nấm mọc trên khúc gỗ mục. Rồi về vẽ thành chuỗi, đánh dấu bậc dinh dưỡng. Chỉ quan sát, chụp ảnh, không bắt con vật về.

Ai muốn đọc thêm có thể bắt đầu từ chương Hệ sinh thái trong Sinh học 12, rồi chương về dòng năng lượng trong Campbell Biology. Charles Elton, người đặt nền cho khái niệm chuỗi thức ăn và tháp số lượng, viết cuốn Animal Ecology (1927) — đến nay vẫn dễ đọc bất ngờ.