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生産者、消費者、分解者

オンタリオ湖のマスノスケに含まれるエネルギーは、緑藻が太陽光から取り込んで以来、わずか3回の摂食を経て届いています。

エネルギーはどこから来るか

どの生物も、体を作り、働かせ続けるためにエネルギーが必要で、そのほとんどは太陽光から始まります。植物、藻類、一部の細菌は光合成で取り込み、糖に蓄えます。二酸化炭素と水から自ら栄養を作るので、生態学では一次生産者、または独立栄養生物と呼びます。バッタからシロナガスクジラまで、それ以外は従属栄養生物です。生産者を食べる、生産者を食べたものを食べる、または死骸などを分解することで、エネルギーを得ます。

太陽光の原則には、重要な例外が一つあります。光の届かない深海底の熱水噴出孔では、細菌が噴き出す硫化水素などの化合物の化学エネルギーを利用します。これが化学合成です。OpenStaxでは、日本沖の北西永福海山、水深1,535 mで撮影されたNOAAの写真を紹介しています。そこでは、エビ、コシオリエビ、数百個のイガイ類が、これらの細菌や上から沈んでくる餌を利用して暮らしています。

栄養段階

食物連鎖は、誰が誰を食べるかを1本の線で表し、その各段階を栄養段階と呼びます。生産者が第1段階です。生産者を食べる草食動物が一次消費者、草食動物を食べる肉食動物が二次消費者、ほかの肉食動物を食べるものが三次消費者です。頂点にいて、普段捕食されない動物が頂点消費者です。OpenStax Biologyのオンタリオ湖の連鎖では、最下位の緑藻から頂点のマスノスケまで、わずか3回の受け渡しでエネルギーが届きます。

食物連鎖です。1は生産者、2は一次消費者、3は二次消費者、4は三次消費者です。矢印はエネルギーの移動方向、つまり食べられる側から食べる側へ向きます。

矢印の向きに注目しましょう。生態学では、エネルギーや物質の移動方向を示すため、食べられる側から食べる側へ矢印を引きます。キツネからウサギへ向かう矢印なら、ウサギがキツネを食べるという意味になります。多くの学習者がつまずく決まりなので、食物網を読むたびに確認するとよいでしょう。

片づけ役の生物

葉が落ち、動物が死に、ふんがたまります。分解するものがいなければ、その中の栄養分は土や水へ戻りません。主に細菌や菌類などの分解者と、ミミズやワラジムシなどの腐食動物が、こうした死んだ有機物を餌にします。OpenStaxによると、生きた植物から始まる生食食物網の多くには、死んだ有機物から始まる腐食食物網が伴います。草原の同じ植物が、生きている間はウサギを養い、死ぬと菌類を養います。

多くの動物は、一つの段階にきれいに収まりません。キツネはウサギを食べるので二次消費者ですが、ベリーも食べるので同時に一次消費者でもあります。このような動物を雑食動物と呼びます。これも、1本の連鎖では単純すぎる理由の一つです。次の単元では、連鎖を網に置き換えます。

背景食物網について書かれた最も古い記述の一つは、800年代初めにバグダードで活動した学者ジャーヒズによるものです。National Geographic Educationは、その観察を紹介しています。蚊はゾウやカバの血を吸いますが、蚊自身はハエや小鳥に食べられます。捕食者と被食者は、互いに別の生き方ではありません。同じ動物が両方であることが普通です。
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架空の草原の食物網です。色は栄養段階を示し、緑は生産者、青は一次消費者、金色は二次消費者、オレンジは頂点捕食者です。枠をクリックすると、その種を除去できます。
一次生産者通常は光合成で、自ら栄養を作ります（植物、藻類）
一次消費者生産者を食べます（草食動物）
二次消費者一次消費者を食べます
頂点消費者連鎖の頂点にいて、普段捕食されません
分解者死んだ有機物を分解します（細菌、菌類）
化学合成深海の熱水噴出孔などで、化学エネルギーから栄養を作ること
  1. 一次生産者はどれですか？
    • 緑藻
    • バッタ
    • キノコ
  2. 種子を食べたネズミをヘビが食べ、そのヘビをタカが食べました。タカはどの段階ですか？
    • 三次消費者
    • 二次消費者
    • 一次消費者
  3. 食物網で、草からウサギへの矢印は何を意味しますか？
    • ウサギが草を食べる
    • 草がウサギを食べる
    • 互いに競争する
  4. 深海の熱水噴出孔の細菌は、太陽光の代わりに何を使いますか？
    • 硫化水素などの化学エネルギー
    • 太陽の熱
    • 月光
  5. NOAAが撮影した北西永福海山の噴出孔の生物群集は、水深何mにありましたか？
  6. オンタリオ湖の連鎖では、緑藻からマスノスケまでに、エネルギーの受け渡しは何回ありますか？
  7. ウサギとベリーの両方を食べるキツネは、何に当たりますか？
    • 雑食動物
    • 生産者
    • 分解者
  8. 枯れ葉と菌類から始まる食物網を何といいますか？
    • 腐食食物網
    • 生食食物網
    • 食物ピラミッド
  9. 下位から順に、連鎖を並べましょう。
  10. 草原の食物網から草を除去しましょう。一緒に消える生物はどれですか？
    • バッタ
    • ウサギ
    • シカ
ポイント
  • 生産者は主に太陽光からエネルギーを取り込み、噴出孔の細菌は化学エネルギーを使います。
  • 栄養段階は、生産者、一次消費者、二次消費者、三次消費者、頂点消費者です。
  • 矢印は、食べられる側から食べる側へ向きます。
  • 分解者は、死んだ有機物の栄養分を環境へ戻します。
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