47,332
עריכות
שינויים
קפיצה לניווט
קפיצה לחיפוש
שורה 35:
שורה 35: + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
החוק השני של התרמודינמיקה בביולוגיה (הצגת מקור)
גרסה מ־14:42, 12 באוגוסט 2014
, 14:42, 12 באוגוסט 2014←מעבר חום, ויחס שטח פנים- מאסה
מסיבה זו לדוגמה, חדפים אוכלים בכל יום מזון במשקל 1.5 ממשקל גופם, בעוד פילים, שזקוקים אמנם למזון בכמות גדולה בהרבה, ניזונים ממזון בעל משקל שמהווה אחוזים בודדים ממשקל גופם. יחסית למשקל גופם (ויחסית למשקל מזונם), כמות החום שבורחת מהחדפים היא עצומה, ולכן הם צריכים לאכול ללא הרף. מסיבה זו, כנראה, גם אין יונקים קטנים יותר מאשר החדף וציפורים קטנות יותר מיונק הדבש - שמירה על טמפרטורת חום קבועה יחסית עבור חיות קטנות (כמו חרקים) היא משימה בלתי אפשרית.
מסיבה זו לדוגמה, חדפים אוכלים בכל יום מזון במשקל 1.5 ממשקל גופם, בעוד פילים, שזקוקים אמנם למזון בכמות גדולה בהרבה, ניזונים ממזון בעל משקל שמהווה אחוזים בודדים ממשקל גופם. יחסית למשקל גופם (ויחסית למשקל מזונם), כמות החום שבורחת מהחדפים היא עצומה, ולכן הם צריכים לאכול ללא הרף. מסיבה זו, כנראה, גם אין יונקים קטנים יותר מאשר החדף וציפורים קטנות יותר מיונק הדבש - שמירה על טמפרטורת חום קבועה יחסית עבור חיות קטנות (כמו חרקים) היא משימה בלתי אפשרית.
==רמות טרופיות במערכת אקולוגית==
נניח נתונה לנו [[מערכת אקולוגית]] כלשהיא. כמות הזאבים במערכת תלויה בכמות הצרכנים הראשונים (אוכלי עשב וצמחונים אחרים) שתלויה בכמות הצמחייה שיש. בהיבט זה, של [[רמות טרופיות]], למערכת האקולוגית יש מבנה היררכי.
בגלל חוקי ה[[תרמודינמיקה]] יש איבוד של אנרגיה בכל טרנספורמציה של אנרגיה. [[האווארד ת. אודום]] ערך תחשיבים של זרימה תרמודינמית במערכות אקולוגיות.
נחשוב על [[חברת שיא]] של [[יער]] שאינו גדל בשטחו והוא נמצא ב[[מצב יציב]] שבו כל הכמות הנוספת של צמחיה שגדלה נאכלת על ידי אוכלי צמחים, שבתורם נאכלים על ידי טורפים. על פי החישובים של אודום, צמחים מסוגלים לקיים 2 ק"ג למטר רבוע, בעוד טורף על, כמו נמר, מצליח לקיים 0.00002 ק"ג למטר רבוע.
נניח (לשם נוחות החישוב) שצמחים, בעלי חיים צמחוניים וטורפים הם כולם בעלי משקל גוף זהה, פרוש הדבר הוא שיהיו הרבה יותר צמחים מאשר בעלי חיים צמחוניים, והרבה יותר בעלי חיים צמחוניים יחסית לטורפים. אם נמר שוקל 250 ק"ג נדרש שטח יער של 12.5 קמ"ר כדי להחזיק נמר אחד ולכן בשטח של 100 קילומטרים רבועים יהיו עד 8 נמרים, בעוד שלפי החישוב של אודום אם נניח שכל צמח שוקל 250 ק"ג יהיו בשטח זה 800 אלף צמחים. פרוש הדבר גם, שצמחים תופסים 98% מה[[ביומאסה]], טורפי על מהווים 0.001% מהביו-מאסה, שהם מאית הפרומיל. במילים אחרות, יש צורך בצמחים במשקל 100,000 ק"ג כדי להחזיק בחיים 1 ק"ג של טורף על. <ref>[http://books.google.co.il/books?id=Ehb-r7Vr71UC&pg=PA25 The Biofuel Delusion: The Fallacy of Large Scale Agro-biofuels Production][[קוזו מיומי]] [[מריו גיאמפיטרו]], 2009, עמוד 25. </ref>
{| {{table}}
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''רמה טרופית'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''צפיפות (ק"ג למטר רבוע)'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''מטרים רבועים לק"ג'''
| align="center" style="background:#f0f0f0;"|'''אחוז מהביומסה'''
|-
| צמחים||2||0.5||98%
|-
| צמחונים||0.034||29||1.70%
|-
| טורפים ראשוניים||0.0022||454||0.11%
|-
| טורפי על||0.00002||50,000||0.001%
|-
|
|}
מהטבלה של אודום ניתן לראות כי בעלי החיים הצמחוניים מתקשים להפיק אנרגיה מהצמחים - יחס הביומסה שלהם יחסית לביומסה של המזון שלהם הוא 1 ל-55 (1.7 חלקי 98). לעומת זאת טורפים למיניהם מקבלים מזון מרוכז יותר והיחס בין ק"ג מסה שלהם לבין ק"ג מסה של הטרף שלהם עומד על סדר גודל של 1 ל-10.
בכל מקרה דבר זה מסביר מדוע [[צמחונות|תזונה צמחונית]] היא באופן כללי בעלת יעילות אנרגטית גבוהה יותר יחסית לתזונה בשרית. שכן אם נגדל תרנגולת על זרעי [[חיטה]], התרנגולת תבזבז את רוב האנרגיה שהיא צברה על ידי פליטת חום, ואם נאכל את התרנגולת או את הביצים שהיא מטילה, נקבל רק חלק קטן מתוך האנרגיה שהיתה גלומה בזרעים. לכן פעילי [[סביבתנות|סביבה]] ו[[זכויות בעלי חיים]] מצביעים על כך שהאבסת חיות משק בגרעינים משולה לבזבוז מזון. דבר זה יש לסייג לגידול גרעינים או מזונות שבני אדם יכולים לאכול והאכלת חיות בהן ואז צריכת מזון מהחי. יש תנאי אקלים שבהם קשה לגדול תבואה או פירות אך ניתן לגדל בהם חיות מרעה (כך הדבר לדגומה בתנאי מדבר ויובש), יש גם חומר שאריתי מגידול יבולים (קנה החיטה לדוגמה). החיות הצמחוניות מסוגלות לעכל צלולוזה שבני האדם אינם מסוגלים לעכל - ולכן במקרה זה מזון מהחי יכול להגביר את כמות המזון שניתן להפיק משטח נתון.
==ניסוח החוק השני של שניידר וקיי==
==ניסוח החוק השני של שניידר וקיי==