מבוא לתזונה דובר ענת מהי הזנה? הגדרה : התהליך שבאמצעותו מקבלים היצורים השונים את החומרים הדרושים לקיומם . למה ללמוד הזנה? סיבות בריאותיות – מניעת מחלות , אריכות ואיכות חיים.
Download ReportTranscript מבוא לתזונה דובר ענת מהי הזנה? הגדרה : התהליך שבאמצעותו מקבלים היצורים השונים את החומרים הדרושים לקיומם . למה ללמוד הזנה? סיבות בריאותיות – מניעת מחלות , אריכות ואיכות חיים.
מבוא לתזונה דובר ענת מהי הזנה? הגדרה :התהליך שבאמצעותו מקבלים היצורים השונים את החומרים הדרושים לקיומם. למה ללמוד הזנה? סיבות בריאותיות – מניעת מחלות ,אריכות ואיכות חיים וכו'. סיבות אקולוגיות –שמירת סביבה (מארג מזון). סיבות כלכליות מהי תזונה? התזונה היא סך המזון שהאדם מכניס לגופו. לתזונה יש השפעה על תפקודי גוף האדם במהלך חייו :משלבי גדילתו ,צמיחתו ובגרותו ועד לזקנתו. בריאותו של האדם נגזרת משילוב של גורמים: גורמים סביבתיים גורמים תורשתיים התכונות שהאדם ירש מהוריו כולל המראה החיצוני ותפקודי גוף פנימיים .גורמים אלו משפיעים על הנטייה למחלות. הגורמים מתייחסים לסביבה בה האדם חי .למשל :האוויר, מידת הלחות והחום וכמובן המזון שאנו צורכים. מעברי מזון בטבע שרשרת מזון מבטאת את מעבר החומרים בים האוכלים לנאכלים .בשרשרות מזון עוברים חומרים הבונים את גופו של היצור האחד ומשמשים כמזונו של יצור אחר .הדבר אפשרי מכיוון שכל היצורים החיים בנויים מאותם קבוצות של חומרים. חומרים אורגנים חומרים אי אורגניים התהליך שבאמצעותו מקבלים היצורים השונים את החומרים הדרושים לקיומם מכונה :תהליך הזנה מרכיבי המזון המזון חומרים אורגניים" -אבות המזון" פחמימות "הדלק של הגוף" חלבונים אבני הבניין של הגוף שומנים חומר דלק וחומר אגירה רכיבים נוספים -חומרים אנאורגניים ויטמינים מינרלים מים חומרים אורגניים חומרים המיוצרים ע"י יצורים חיים ,משמשים לבניית תאי גופם ולהספקת אנרגיה הדרושה לקיומם. חומרים מבוססי פחמן (יש בהם גם מימן לעיתים גם חנקן וחמצן) לדוגמא –" אבות המזון" סוכרים ,חלבונים ושומנים. משמשים לבניית תאי גוף ואספקת אנרגיה. מקור השם אורגנים = נוצר בגוף האם אפשר ליצר חומרים אורגנים רק בגוף? מהמאה ה 19-מצליחים להכין במעבדה חומרים אורגניים שונים ,מחוץ לגוף החי .כיום יודעים להרכיב גם חורים ארגנים תעשייתיים ,שהיצורים החיים אינם יכולים לייצרם (אקרילן ,טרילין -משמשים להכנת בדים ,קלקר, אריזה ובידוד). חומרים אי -אורגניים כל החומרים הנוצרים בטבע ואינם תרכובות של פחמן. מורכבים ממספר רב של יסודות. יתקיימו בכדו"א גם ללא קיום חיים. מצויים בסביבה הדוממת ובתוך היצורים החיים. לדוגמא – מים ,מלח ,ברזל ,זהב ,חמצן ,כלור ונחושת. שרשרת מזון /מארג מזון- מערכת אקולוגית ,מינים שונים של צמחים ובע"ח החיים זה לצד זה ותלויים זה בזה. החיצים מבטאים את כיוון המעבר של החומרים ושל האנרגיה במערכת האקולוגית שרשרת /מארג מזון מקובל לחשוב שיש שרשרת מזון ובה: יצרנים :צמחים .בעזרת תהליך הפוטוסינתזה הופכים חומר אי אורגני לחומר אורגני. צרכנים ראשונים :אוכלי צמחים\ הרביבורים (,לדוגמא:תולעת), מקבלים חומר אורגני מוכן. צרכנים שניוניים :אוכלי בשר\קרניבורים (לדוגמא :גמל שלמה שאוכל את התולעת) מקבלים חומר אורגני מוכן. המפרקים :מפרקים חומרים אורגנים לאי-אורגנים. (מחזור של החומרים בטבע). (לדוגמא – חיידקים ופטריות) ,אלו נספגים באדמה ונקלטים שוב ע"י הצמחים .בכך נסגר מעגל החומרים ,מכיוון שחומרים אי אורגניים שנוצרו בעת הפירוק ,יכולים שוב להיקלט בצמחים שהם היצרנים ,ולשמש שוב לבניית חומרים אורגניים. ללא המפרקים היו משאבי טבע שונים מתכלים :הקרקע הייתה ענייה יותר במינרלים ומי הנחלים האגמים והימים היו עשירים פחות בחומרי הזנה. כאשר עוברים החומרים מיצור ליצור הם אינם נשארים כפי שהם ,אלא עוברים שינויים. יצורים אוטוטרופים יצורים הטרוטרופים יצורים שאינם מייצרים את מזונם יצורים שמייצרים את מזונם בעצמם. ומייצרים חומר אורגני מפחמן דו חמצני מעצמם וניזונים מחומר אורגני צמחים ואצות כל בעלי החיים (צמחונים ,טורפים ומפרקים) חיידקים שמבצעים פוטוסינתזה כל הפטריות חיידקים שמנצלים תגובות כימיות כמקור אנרגיה-כימואוטוטרופים חיידקים שאינם פוטואוטרופים או כימואוטרופים מארג מזון -שרשראות מזון הקשורות זו לזו בסביבת חיים אחת. יצור יכול להשתתף ביותר משרשרת מזון אחת. מארג מזון איזה קב' יצורים נמצאים בתחילת כל שרשרת מזון? מדוע. .2אילו שינויים יחולו בשרשרת המזון אם הצמחים ייפגעו? .3האם פגיעה בחוליה מסוימת עלולה להשפיע גם על חוליות של שרשרות מזון אחרות באותו מארג מזון? הסבירו .4מה תוכל להסיק מכך בנוגע לחשיבות ההגנה על מגוון המינים בטבע? יצורים המתקיימים באותה סביבת חיים ,הם המרכיבים את שרשראות המזון המיוחדות לאותה הסביבה .לכל שרשראות המזון בטבע יש מבנה דומה :כל יצור אוכל את מי שנמצא בחוליה שלפניו ,ונאכל ע"י מי שנמצא בחוליה שאחריו .כך חומרים ואנרגיה עוברים מחוליה לחוליה בשרשרת המזון .אבל בכל סביבת חיים היצורים, הנמצאים בכל חוליה וחוליה ,שונים זה מזה בהתאם למגוון המינים. פעילות – אוריינות מדעית -הרחבה היכנסו לספרייה הווירטואלית של מט"ח - http://lib.cet.ac.il/pages/item.asp?item=5219&id=97 קראו את המאמר " :החיים באוקיינוסים :מחד תאים ועד לווייתנים" .1תארו שרשרת מזון המתקיימת באוקיינוסים .2מה עלול לקרות לשרשרת המזון ,כאשר הים מזדהם בשפכים או בדשנים? .3מה האדם יכול לעשות ע"מ למנוע פגיעה בשרשרת המזון באוקיינוסים? פירמידת ביומסה פירמידת מזון ,המציגה את היחסים הכמותיים בין המסה של היצרנים ושל הצרכנים ,ברמות ההזנה השונות במערכת אקולוגית. שרשרת המזון הינה פירמידה -ככל שעולים בשרשרת המזון נשאר פחות מזון (ואנרגיה) .בבסיס הפירמידה ישנה כמות גדולה של מזון(צמחים),מעליהם פחות מזון(בע"ח צמחוניים) ומעליהם עוד פחות מזון (בע"ח טורפים ).לכן יהיו תמיד יותר בע"ח צמחוניים מטורפים ויותר צמחים מבע"ח צמחוניים .אם מסיבה כלשהי ייעלמו צמחים מסוימים ימותו כל בע"ח הניזונים באופן ישיר או עקיף מצמחים אלה. מדוע מקובל לבטא את מעברי המזון והאנרגיה כפירמידה: ולא כמגדל של קוביות הזהות בגודלן? פירמידת מזון אקולוגית פירמידת מזון מתארת בדרך סכמתית את היחסים הכמותיים (המסה של היצורים) של החוליות השונות במארג המזון. כל קומה בפירמידה מייצגת רמת הזנה (רמה טרופית): היצרנים נמצאים בבסיס הפירמידה, מעליהם – הצמחוניים, ומעליהם – הטורפים וטורפי-העל. פירמידת האנרגיה בטבע בבסיס כל שרשרת מזון נמצאים הצמחים. צמחים נאכלים ע"י בעלי חיים צמחוניים. בעלי חיים צמחוניים נאכלים ע"י בעלי חיים טורפים. פרמידה אקולוגית עד עתה יצגנו את מעבר החומרים והאנרגיה בשרשרת מזון או מארג מזון. ייצוג במארג מזון או שרשרת מזון הוא איכותי ( למי עובר החומר והאנרגיה) פרמידה אקולוגית היא יצוג כמותי( ,בתרשים – גרפי) של רמות ההזנה בבית הגידול או במערכת אקולוגית. פרמידה אקולוגית – ייצוג כמותי בשתי דרכים: פרמידת ביומסה – כל שלב מייצג את הביומסה (מסת בעלי החיים) בשלב –רמת הזנה פרמידת מספרים – כל שלב מייצג את מספר (כמה) יצורים חיים יש בשלב – רמת הזנה זו . ביומסה ואנרגיה ביומסה – המסה הכוללת של היצורים החיים המבוטאת כמשקל יבש ליחידת שטח. פירמידה של ביומסה היא גם פירמידה של אנרגיה משום שהביומסה משקפת למעשה את כמות האנרגיה הכימית בכל רמת הזנה. פירמידה אקולוגית של ביומסה ייצוג גרפי כמותי של הרכב החברה בבית גידול בפירמידת ביומסה (או :אנרגיה) כל מדרגה מייצגת את הביומסה של כלל הפרטים בכל רמת הזנה (בדרך כלל ביחידות של אנרגיה). טורפי על טורפים צרכנים יצרנים ראשונים ביומסה – המסה של החומר החי ללא מים. אמיר ,פרקים באקולוגיה ,עמ' 134 פירמידת ביומסה הפירמידה האקולוגית מתארת מצב שבו כמות גדולה מאוד של צמחים "מפרנסת" (מספקת מזון) כמות קטנה יותר של אוכלי עשב ,והם "מפרנסים" כמות עוד יותר קטנה של טורפים. הגודל של כל רמה בפירמידה האקולוגית ,מייצג את הביומסה שבכל רמה. כלומר :את הכמות הכוללת של החומר החי של כל היצורים הנכללים באותה רמה. לכן פירמידה אקולוגית נקראת גם פירמידת ביומסה. לפירמידות ביומסה רבות יש בסיס רחב וקדקוד צר. הסיבה למבנה זה היא התמעטות המזון ,העובר מרמת הזנה אחת אל רמת ההזנה שמעליה בפירמידה. מדוע המזון מתמעט במעלה הפירמידה? בכל רמת הזנה מקצת היצורים מתים ,מקצת החומרים מופרשים מגופם של בעלי החיים (חומרים שלא התעכלו) ,וגם מרבית האנרגיה נפלטת (בתור חום) בתהליך הנשימה של היצורים החיים. השיירים וההפרשות אינם עוברים במעלה הפירמידה ,אלא יוצאים ממנה ומפורקים על ידי המפרקים שבמערכת. לכן רק מקצת החומרים והאנרגיה – רק אלה שלא התפרקו ,שלא הופרשו או שלא נפלטו – עוברים לרמה גבוהה יותר בפירמידה ,והם הולכים ומתמעטים מרמה לרמה. פירמידה אקולוגית שימו לב כי כמות החומרים העוברת משלב לשלב בפירמידת המזון הולכת ופוחתת בהדרגה .כך גם מספר היצורים הניזונים( .מה שיוצר את מבנה הפרמידה) סה"כ המסה של כל העופות הדורסים או טורפי העל סה"כ המסה של כל הצרכנים פירמידת הביומסה ביומסה -מסת כלל החומרים ( חומר יבש ,המבוטא בגרמים) הנמצאים ברמת הזנה מסויימת ,בשטח של מ"ר השניוניים (אריות) ההפחתה בחומר כאשר אנו עולים שלב או רמת הזנה סה"כ המסה של כל נובעת מחומר שנוצל להפקת הצרכנים הראשונים אנרגיה של היצורים ברמה זו (גירפות) או חומר הופרש מהגוף (שתן, צואה וכו) סה"כ המסה של פרמידה מספרית מציינת את מספר היצורים בכל רמה .חסרונה של פרמידה מספרית: ההתייחסות לפיל ולזבוב היא זהה – מספרית ולכן אינה משקפת את מסת החומר העומדת לרשות הרמה הבאה מפרקים כל הצמחים היצרנים שימו לב כי כמות החומרים העוברת משלב לשלב בפירמידת המזון הולכת ופוחתת בהדרגה .כך גם מספר היצורים הניזונים פירמידת מזון אקולוגית חום מתהליך הנשימה ,נפלט ( )אל הסביבה טורפי-על צרכנים שלישוניים – טורפים הפרשות ושרידים מפרקים צרכנים שניוניים – טורפים צרכנים ראשוניים – צמחוניים יצרנים – צמחים פירמידת מזון אקולוגית רמות הזנה בפירמידה אקולוגית טורפי על רמת הזנה 4 צרכנים שניוניים צרכנים ראשוניים יצרנים רמת הזנה 3 רמת הזנה 2 רמת הזנה 1 אורגניזמים המקבלים את מזונם במספר שלבים זהה נמצאים באותה רמת הזנה. זרימת האנרגיה -החוט המקשר בין מרכיבי מארג המזון במעבר האנרגיה והתמרתה משלב לשלב (רמה טרופית) בשרשרת המזון יש הפסדים צמחים מנצלים 1-3%מאנרגיית השמש המגיעה לשטח פני כדור הארץ צרכנים ראשוניים מנצלים כ 10%-מן האנרגיה הכוללת האצורה במזון הצמחי. טורפים מנצלים כ= 10%מהאנרגיה האגורה בצמחוניים לביומסה של הרמות הטרופית ולייצור שלהן יש אופי של פירמידה פירמידה אקולוגית של ביומסה בבית הגידול עוברת מרמת הזנה אחת לזו שמעליה רק כעשירית מכמות האנרגיה שנקלטה בה צרכנים שלישוניים צרכנים שניוניים צרכנים ראשוניים יצרנים יצוג גרפי של כמות האנרגיה בכל רמת הזנה (ג'אול – יחידת אנרגיה. ג'אול שווים כ 1-קלוריה) אמיר ,פרקים באקולוגיה ,עמ' 134 מדוע פוחתת כמות האנרגיה והחומר ככל שנעלה בשלבי הפרמידה? בע"ח קולט חומרים אורגניים בהם אצורה אנרגיה ע"י אכילת עלים. חלק ממה שקלט בע"ח מופרש החוצה כפסולת ,חלקו משמש את בע"ח לתנועה ,לבניית גופו ,לנשימה ,לרבייה ועוד רק חלק קטן מהאנרגיה שקלט בע"ח עוברת לטורפיו של הזחל. כך בעצם פוחתת בהדרגה כמות המזון ועימה כמות האנרגיה העוברת משלב לשלב בפירמידת המזון. עימה פוחת גם מספר היצורים שיכולים להיות הניזונים ממנה. לדוגמא :זחל עוף דורס טורף על ציפורי שיר צרכנים שלשוניים פירמידה אקולוגית מפרקים חיפושיות צרכנים שניוניים כנימות צרכנים ראשוניים צמחים יצרנים כמות החומרים העוברת משלב לשלב בפירמידת המזון הולכת ופוחתת בהדרגה .כך גם מספר היצורים הניזונים השמש היא מקור האנרגיה הראשונית לרוב היצורים החיים יש יצורים הקולטים את אנרגית האור וממירים אותה לאנרגיה הזמינה לתהליכי החיים שלהם (יצורים אוטוטרופים) ,ויש הקולטים אותה מבחוץ כאנרגיה כימית בתרכובות אורגניות הטרוטרופים). (יצורים אמיר ,פרקים באקולוגיה ,עמ' 125 אנו עוסקים באורגניזם ,אוכלוסיה וחברה. כל היצורים החיים זקוקים לחומרים לבנות את גופם ולמקור אנרגיה לקיומם. 1הביוספרה היא מערכת אקולוגית סגורה לחומרים (אין תוספת חומרים לכדור הארץ) ופתוחה לאנרגיה (אנרגיה מתקבלת מהשמש). 2השמש היא מקור האנרגיה הראשוני והעיקרי למרבית המערכות האקולוגיות 3אנרגיה מועברת בין גורמים ביוטיים לבין הסביבה האביוטית. 4 זרימת אנרגיה בין גורמים ביוטיים נעשית באמצעות הזנה. 5 בתרשים זה השמש מעבירה אנרגיה אל כדור הארץ .את האנרגיה קולטים הצמחים .הצמחים מבצעים פוטוסינתיזה .בעלי חיים ניזונים מהצמחים ,בעלי חיים ניזונים מבעלי חיים אחרים. זרימת אנרגיה בין גורמים ביוטיים נעשית באמצעות הזנה .בכל שלב יש איבוד אנרגיה בצורת חום לסביבה. בעיות אקולוגיות מקומו של האדם במארג המזון חומרי הדברה רעילים ,מתפרקים לאט ומצטברים בקרקע ובמי תהום .משם הם מגיעים למי השתייה וההשקיה, אל צמחים ואל בע"ח ועלולים להגיע גם אל מזוננו. חומרי ההדברה פוגעים בחוליות שונות של מארג המזון בטבע! דיפלורו דיפניל טריכלורואתאן בשנות ה 70-התגלו כמויות גדולות של DDTבבני אדם (תאי שומן וחלב אם). שימש מאז תחילת המאה ללחימה בעש הצמר ובחרקים אחרים .חומר שמומס בשומנים. כמויות גדולות של DDTעלולות לגרום נזק למערכת הנשימה. DDT רעיל גורם לקשיי נשימה ולמחלות נוספות. לא מתפרק! בניגוד לחומרים אחרים המתפרקים ומשתנים בגופם של היצורים החיים. נמצא יותר מאוחר גם בדגים בעופות ויונקים. גם באזורים שהיו רחוקים מאזורים בהם נעשה שימוש ב ,DDTנתגלה ה( DDT -לדוגמא :דובים הלבנים בקוטב). זיהום כזה הינו תוצאה של התערבות האדם -ניסיון להשמיד מזיקים לחקלאות גרם להתפשטות הרעל אצל כל השותפים למארג המזון כיום נאסר השימוש ב DDT-אבל... אוריינות מדעית הדברה ביולוגית באמצעות תנשמות הרעלת כספית