Energiefluss im Ökosystem einfach erklärt

Pflanzen, Algen und manche Bakterien nutzen bei der Fotosynthese Lichtenergie. Sie bauen aus anorganischen Stoffen organische Stoffe wie Zucker auf. In diesen Stoffen ist chemische Energie gespeichert. Pflanzen und Algen benötigen zum Wachsen auch Mineralstoffe. Die meisten Nahrungsketten beginnen bei solchen Produzenten; manche Bakterien nutzen statt Licht chemische Energie aus anorganischen Stoffen.

Frisst ein Tier einen Produzenten, gelangt ein Teil der gespeicherten Energie mit der Nahrung zu ihm. In einer Nahrungskette zeigen die Pfeile von der Nahrung zum Fresser. Die Position eines Organismus heißt Trophiestufe: Produzenten stehen auf Stufe 1, Pflanzenfresser als Primärkonsumenten meist auf Stufe 2 und ihre Fresser auf Stufe 3.

Ein Organismus baut nur einen Teil der aufgenommenen Energie in neue eigene Biomasse ein. Er nutzt Energie für Zellatmung, Stoffwechsel, Bewegung und Wachstum; dabei wird Energie schließlich als Wärme abgegeben. Außerdem werden nicht alle Körperteile gefressen und nicht alle gefressenen Bestandteile verdaut. „Energieverlust“ bedeutet also nicht, dass Energie verschwindet: Sie steht nur der nächsten Stufe nicht als chemische Energie in neuer Biomasse zur Verfügung. Ungefressene Reste können Zersetzern noch Energie liefern.

Die 10-%-Regel ist eine grobe Modellannahme. Sie setzt die Energie in neu gebildeter Biomasse aufeinanderfolgender Stufen im selben Gebiet und Zeitraum ins Verhältnis: Etwa ein Zehntel wird in neue Biomasse der nächsten Stufe überführt. Der wirkliche Anteil kann je nach Ökosystem abweichen. Das Modell sagt weder, dass jedes Tier genau ein Zehntel seiner Nahrung als Körpermasse ansetzt, noch dass die übrige Energie vollständig und sofort zu Wärme wird.

Energie fließt auch über Detritus: tote Organismen, abgefallene Blätter und Ausscheidungen. Destruenten wie viele Pilze und Bakterien bauen diese Reste ab; Bodentiere können sie zerkleinern. Dabei nehmen die Zersetzer chemische Energie auf und nutzen sie für ihre Lebensvorgänge. Auch bei ihnen wird Energie schließlich als Wärme abgegeben.

Der Weg über lebende Nahrung und der Weg über Detritus sind verbunden. Tote Reste und Ausscheidungen können von Produzenten und Konsumenten verschiedener Stufen stammen. Destruenten stehen deshalb nicht bloß als letztes Glied hinter einer einzigen Kette.

Mit Nahrung gelangen Stoffe und Energie zu Konsumenten. Destruenten führen Stoffe aus organischen Resten in anorganische Formen über. Produzenten können solche Stoffe erneut aufnehmen. Energie aus der Nahrung wird dagegen bei Lebensvorgängen umgewandelt und schließlich als Wärme abgegeben. Sie fließt nicht als nutzbare Energie zu Produzenten zurück; meist liefert Sonnenlicht neue Energie.

In einem Nahrungsnetz verteilt sich Energie auf mehrere Wege. Welche Rolle ein Tier dabei hat, hängt von der betrachteten Nahrung ab: Frisst ein Vogel eine pflanzenfressende Raupe, ist er in diesem Weg Sekundärkonsument. Frisst er eine Eidechse, die zuvor die Raupe gefressen hat, ist er in diesem anderen Weg Tertiärkonsument. Entscheidend ist die konkrete Fraßbeziehung.