27.5: Trophischer Wirkungsgrad

Die Übertragungseffizienz der trophischen Ebenen (Trophic Level Transfer Efficiency) ist ein Maß für den gesamten Energietransfer von einer trophischen Ebene zur nächsten. Aufgrund des umfangreichen Energieverlustes als metabolische Wärme, werden durchschnittlich nur 10% der ursprünglich gewonnenen Energie an die nächste Stufe weitergegeben. Dieses Verlaufsmuster des Energieverlustes schränkt die mögliche Anzahl der trophischen Ebenen in einer Nahrungskette stark ein.

Effizienz der trophischen Ebenen

In Anlehnung an den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik gehen bei der Übertragung und Umwandlung große Energiemengen aus dem Ökosystem und von einer trophischen Ebene zur nächsten in andere Energieformen verloren. In biologischen Systemen geht diese Energie als metabolische Wärme während der Atmungskette verloren, wenn ein Organismus den nächsten verbraucht. Die Messung des Energietransfers von einer trophischen Ebene zur nächsten wird als Übertragungseffizienz der trophischen Ebenen bezeichnet und ist eine Funktion der Energieproduktion der gegenwärtigen trophischen Ebene und der vorherigen Ebene. Diese Messung hat eine weitreichende Bedeutung auf die Gesamtlänge der Nahrungskette.

Die 10er-Regel

Im Allgemeinen werden nur etwa 10% der Energie von einer trophischen Ebene zur nächsten übertragen. Dieser Wert kann je nach Ökosystem von 5-20% variieren. Das bedeutet, dass 90% der gewonnenen Energie auf jeder trophischen Ebene verloren gehen, was die maximale Anzahl möglicher Ebenen im Ökosystem stark beeinträchtigt. Wenn ein Ökosystem beispielsweise 600.000 Kcal Sonnenenergie von der Sonne erhält, würden die Primärproduzenten nur 60.000 Kcal an Pflanzenfresser weitergeben, die wiederum nur 6.000 Kcal an die Sekundärkonsumenten, 600 Kcal an die Tertiärkonsumenten und 60 Kcal an die quartären Verbraucher an der Spitze der Nahrungskette weiterleiten würden. Ein Raubtier an der Spitze, wie ein Wolf verbraucht durchschnittlich 2000 Kcal pro Tag. Er müsste eine sehr hohe Menge an sekundären oder tertiären Konsumenten konsumieren, um seine tägliche Kalorienquote zu erfüllen.