สายใยอาหาร

สายใยอาหาร หรือวัฏจักรอาหาร บรรยายความสัมพันธ์แบบการกินกันในชุมชนนิเวศวิทยา นักนิเวศวิทยาสามารถรวบรวมรูปแบบชีวิตทุกชนิดอย่างกว้างขวางเป็นหนึ่งในสองหมวดหมู่ที่เรียกว่า ระดับหรือลำดับขั้นการกินอาหาร ได้แก่ 1) ออโตทรอพ และ 2) เฮเทโรทรอพ ในการบำรุงเลี้ยงร่างกาย การเจริญเติบโต การพัฒนา และเพื่อสืบพันธุ์ของตน พวกออโตทรอพผลิตอินทรีย์สารจากอนินทรีย์สาร รวมถึงทั้งแร่ธาตุและแก๊ส เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ ปฏิกิริยาเคมีเหล่านี้ต้องอาศัยพลังงาน ซึ่งมาจากดวงอาทิตย์เป็นหลักและส่วนใหญ่โดยการสังเคราะห์ด้วยแสง แม้ปริมาณน้อยมากมาจากปล่องไฮโดรเทอร์มอลและน้ำพุร้อน มีการไล่ระหว่างระดับการกินอาหารตั้งแต่ออโตทรอพสมบูรณ์ซึ่งมีแหล่งคาร์บอนจากบรรยากาศเพียงแหล่งเดียว ไปจนถึงมิกโซทรอพ (เช่น พืชกินสัตว์) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตออโตทรอพที่ได้รับอินทรีย์สารบางส่วนจากแหล่งอื่นนอกเหนือจากบรรยากาศ และเฮเทโรทรอพสมบูรณ์ซึ่งได้รับอินทรีย์สารโดยการกินออโตทรอพและเฮเทโรทรอพอื่น สายใยอาหารเป็นการแสดงหลากหลายวิธีการกินอย่างง่าย ซึ่งเชื่อมโยงระบบนิเวศเข้าด้วยกันเป็นระบบการแลกเปลี่ยนรวม มีความสัมพันธ์การกินกันหลายประเภทซึ่งสามารถแบ่งได้อย่างหยาบ ๆ เป็นการกินพืช กินสัตว์ กินซาก และภาวะปรสิต อินทรีย์สารบางอย่างที่กินโดยเฮเทโรทรอพ เช่น น้ำตาล ให้พลังงาน ออโตทรอพและเฮเทโรทรอพมีทุกขนาด ตั้งแต่ขนาดเล็กจนมองด้วยตาเปล่าไม่เห็นไปจนถึงหนักหลายตัน จากสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินไปจนถึงต้นไม้ยักษ์ และจากไวรัสไปจนถึงวาฬสีน้ำเงิน

สายใยอาหารน้ำจืดและบนบก

ชาลส์ เอลตันบุกเบิกแนวคิดของสายใยอาหาร ห่วงโซ่อาหาร และขนาดอาหารในหนังสือคลาสสิก "นิเวศวิทยาสัตว์" ใน ค.ศ. 1927 คำว่า "วัฏจักรอาหาร" ของเอลตันถูกแทนที่ด้วยคำว่า "สายใยอาหาร" ในหนังสือนิเวศวิทยาสมัยหลัง เอลตันแบ่งสปีชีส์ออกเป็นหมู่ทำหน้าที่ ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับงานคลาสสิกและรากฐานสำคัญของเรย์มอนด์ ลินเดมัน ใน ค.ศ. 1942 ว่าด้วยไดนามิกส์ระดับการกิน ลินเดมันเน้นบทบาทสำคัญของสิ่งมีชีวิตผู้ย่อยสลายในระบบการจำแนกระดับการกิน ความคิดของสายใยอาหารนั้นมีหลักฐานทางประวัติศาสตร์ในงานเขียนของชาร์ลส์ ดาร์วิน และระบบคำศัพท์ของเขา ตลอดจนในการอ้างถึงพฤติกรรมการย่อยสลายของไส้เดือนดิน เขาพูดเกี่ยวกับ "การเคลื่อนไหวอย่างดำเนินไปของอนุภาคโลก" แม้ก่อนหน้านั้น ใน ค.ศ. 1768 จอห์น บรุคเนอร์ อธิบายธรรมชาติว่าเป็น "สายในชีวิตสืบเนื่องกันหนึ่งเดียว"

สายใยอาหารเป็นตัวแทนระบบนิเวศจริงที่จำกัด เพราะจำเป็นต้องจัดรวบรวมสปีชีส์ทั้งหลายเข้าเป็นสปีชีส์ตามลำดับการกิน ซึ่งเป็นหมู่ทำหน้าที่ของสปีชีส์ซึ่งมีผู้ล่าและเหยื่ออย่างเดียวกันในสายใยอาหาร นักนิเวศวิทยาใช้การทำให้เข้าใจง่ายนี้ในแบบจำลองเชิงปริมาณ หรือเชิงคณิตศาสตร์ ของไดมานิกส์ระดับการกิน ด้วยการใช้แบบจำลองเหล่านี้ นักนิเวศวิทยาสามารถวัดและทดสอบรูปแบบทั่วไปในโครงสร้างของเครือข่ายสายใยอาหารแท้จริงได้ นักนิเวศวิทยาได้ระบุคุณสมบัติไม่สุ่มในโครงสร้างภูมิลักษณ์ของสายใยอาหาร ตัวอย่างที่ตีพิมพ์ซึ่งใช้ในการวิเคราะห์อภิมานมีคุณภาพกับการละเลยหลากหลาย อย่างไรก็ดี จำนวนการศึกษาเชิงประจักษ์เกี่ยวกับสายใยชุมชนนั้นกำลังปรากฏขึ้น และการกระทำทางคณิตศาสตร์ต่อสายใยอาหารโดยใช้ทฤษฎีเครือข่ายมีรูปแบบพิสูจน์ได้ร่วมกันทั้งหมด ตัวอย่างเช่น กฎสเกลลิง ทำนายความสัมพันธ์ระหว่างทอพอโลยีของความเชื่อมโยงผู้ล่า-เหยื่อในสายใยอาหารและความอุดมของสปีชีส์