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食物連鎖から食物網へ

下の架空の草原では、ネズミは3種類を食べ、3種類に食べられています。そのため、ネズミを除去しても、ほかのすべての生物には餌が残ります。

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1種類ずつ生物を除去して、パネルを読みましょう。次に、草とベリーの低木など、生産者を二つ同時に除去します。

1本の連鎖では足りない理由

食物連鎖は描きやすく、考えやすいものです。OpenStaxによると、まさにその理由で、科学者は今も数学モデルに食物連鎖を使います。問題は、実際の動物が1種類だけを食べることはまれなことです。オンタリオ湖のアミ類は、藻類も、藻類を食べる小動物も食べるため、同時に二つの段階に位置します。複数の捕食者に食べられる動物もいます。すべてのつながりを描くと、連鎖は網となり、群集内の食う・食われる関係全体を表します。

食物網はより実態に近い反面、代償もあります。はるかに多くのデータが必要で、アマゾン熱帯雨林のような大きな網を完全に測定するのは現実的ではありません。そのため生態学者は、エネルギーについて明確に考えるための連鎖と、群集が変わるとどうなるかを調べるための網の両方を使います。

生物を除去する

上のモデルでは、単純なルールを二つ使います。まず、消費者がすべての餌を失うと、その消費者も消えます。生態学では二次絶滅と呼びます。一つの消失が次を引き起こすので、何度もこのルールを適用します。次に、すべての捕食者を失った生物には、捕食圧から解放されたという印がつき、個体数が急増する可能性を示します。パネルには、餌の一部だけを失った生物も表示されます。

試してみましょう。草を除去すると、ほかの餌を食べない唯一の動物、バッタだけが消えます。ウサギ、ネズミ、シカ、鳴き鳥は餌の一部を失いますが、別の餌で生き残ります。タカを除去すると、ヘビの捕食者がいなくなります。次に草とベリーの低木を同時に除去すると、バッタ、ウサギ、鳴き鳥も消え、12種のうち7種が残ります。餌の種類が多い動物は、一つに依存する専門食の動物より、ずっと消えにくいのです。

このルールでは多くを省略しています。餌の半分を失った捕食者は、それでも餓死するかもしれません。捕食圧から解放された動物は、自分の餌を食べ尽くすかもしれません。実際の食物網には競争や病気もあります。モデルは、つながりの構造を示すもので、個体数を示すものではありません。

食物網と安定性

OpenStaxでは、生態系の変化への対応を二つの言葉で説明しています。抵抗力は、かく乱があっても平衡状態を保つ能力です。回復力は、その後に回復する速さです。つながりの多い食物網は、ある1種を失っても、それまでのエネルギーを別のつながりで運べるため、より耐えやすくなります。森林火災は自然のかく乱です。地面にはまず草、次に低木、後には樹木が育ち、森林が戻ります。

人も同じように、多くの場合はさらに速く、食物網に影響します。乱獲は捕食者を減らし、流出した肥料は藻類を育て、船によって新しい生物が入り込みます。最後の単元では、侵入した生物がミシシッピ川流域の河川に何をもたらしたかを見ます。

  1. 生態学者が今も食物連鎖を使うのはなぜですか？
    • モデル化や検証が簡単だから
    • 食物網より正確だから
    • 食物網は描けないから
  2. アミ類は、藻類と、藻類を食べる動物を食べます。いくつの栄養段階で餌をとりますか？
    • 二つの栄養段階
    • 一つの栄養段階
    • どの栄養段階でもない
  3. 草原の食物網で、草だけを除去すると何種が残りますか？
  4. 草原の食物網で、草とベリーの低木を同時に除去すると何種が残りますか？
  5. 草原の食物網で、オオカミがいなくなると捕食者がいなくなる生物はどれですか？
    • シカ
    • ウサギ
    • ネズミ
  6. 草原の食物網で、ネズミと鳴き鳥を除去すると、どの捕食者が消えますか？
    • ヘビ
    • タカ
    • キツネ
  7. 唯一の餌が消えたため、消費者が絶滅しました。これを何といいますか？
    • 二次絶滅
    • 化学合成
    • 回復力
  8. かく乱の後、生態系が平衡状態に戻る速さを何といいますか？
    • 回復力
    • 抵抗力
    • 生物量
  9. 食物網から消えやすいのは、どのような動物ですか？
    • 1種類の餌だけを食べる動物
    • 多くの種類の餌を食べる動物
    • どちらも同じ
  10. 草原の食物網全体には、22本の食う・食われる関係があります。ネズミを除去すると何本残りますか？
ポイント
  • 食物網は、群集内のすべての食物連鎖をつなぎ合わせたものです。
  • 餌をすべて失うと、消費者も消えます（二次絶滅）。
  • 幅広い餌を食べる生物は、専門食の生物が絶滅するような餌の喪失にも耐えられます。
  • 抵抗力は平衡状態を保つこと、回復力は速く回復することです。
このコースの出典 (16)
  • OpenStax Biology 2e 46.1 Ecology of Ecosystems: food chains and webs, Lake Ontario chain, grazing and detrital webs, Silver Springs 20,819 / 3,368 / 383 / 21 kcal/m²/yr (openstax.org/books/biology-2e/pages/46-1-ecology-of-ecosystems)
  • 46.2 Energy Flow through Ecosystems: chemoautotrophs at hydrothermal vents (NW Eifuku, 1,535 m)
  • TLTE 14.48% (1,103 of 7,618)
  • four to six transfers, NPE caterpillar 18% and squirrel 1.6%, English Channel 4 and 21 g/m², energy pyramids always upright, biomagnification, DDT and Silent Spring, PCBs banned 1979, Saginaw Bay walleye more than four times the PCBs of phytoplankton, EPA fish advice (.../pages/46-2-energy-flow-through-ecosystems)
  • 45.6 Community Ecology: lynx and snowshoe hare cycle about 10 years, lag 1 to 2 years, nearly 200 years of trapping data, keystone Pisaster and banded tetra, foundation species kelp and coral, Asian carp 95% of biomass in parts of the Illinois River (.../pages/45-6-community-ecology)
  • National Geographic Education: Food Web (al-Jahiz, early 800s) and Energy Flow and the 10 Percent Rule (education.nationalgeographic.org/resource/food-web/, /resource/energy-flow-and-10-percent-rule/)
  • NOAA Education, Aquatic food webs (noaa.gov/education/resource-collections/marine-life/aquatic-food-webs)
  • Kingsland 2015, Alfred J. Lotka and the origins of theoretical population ecology, PNAS 112:9493 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4534218): Lotka 1925 Elements of Physical Biology, Volterra 1926
  • Bacaër 2011, A Short History of Mathematical Population Dynamics ch. 13 (D'Ancona, Adriatic fish markets, First World War)
  • Paine 1966, Food web complexity and species diversity, Am. Nat. 100:65-75 (Mukkaw Bay, 15 to 8 species)
  • Paine 1969 Am. Nat. 103:91 (keystone)
  • Lafferty and Suchanek 2016, Am. Nat. 188:365 (pubs.usgs.gov/publication/70175674)
  • NPS Yellowstone: History of Wolf Management (nps.gov/yell/learn/historyculture/wolf-management.htm: last pack killed 1926, 14 wolves January 1995, 17 in January 1996, 10 from Montana 1997)
  • Wolf Restoration in Yellowstone: Reintroduction to Recovery (nps.gov/articles/wolf-restoration-in-yellowstone-reintroduction-to-recovery.htm: 41 wolves, peak 174 in up to 16 packs, about 100 in 10 packs, about 10% a year)
  • Elk (nps.gov/yell/learn/nature/elk.htm: about 17,000 in 1995, 3,915 in 2013, 6,673 in 2022)
  • The Big Scientific Debate: Trophic Cascades (nps.gov/articles/the-big-scientific-debate-trophic-cascades.htm).

確認日: 2026-10-17