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生命力源於能!所有生物體之活動,如細菌之泳動、人之閱讀,均需若干能
量之投入。生物體能量收支以 ATP 為「通貨」;在細胞質中每一個ATP 代表12
Leal glucose. mole"(葡萄糖·莫耳)。地球演化初期之生物圈,其異營生物體
以糖解作用將葡萄糖氧化為丙酮酸之類的化合物,可獲得2個ATP。然而,1莫
耳的葡萄糖其化學鍵所蘊含的能量約為686 kcal。目前之生態系,其內含物種通
号
常相當多而複雜,系統生態學者將物種依其在生態系中能階之高低加以歸類,而
為生產者、消費者、清除者和分解者。生產者中之生物體其能源可自無機環境中
.
逕行摘取,故稱之為自營性;其餘各能階之能量都取自自營生物,稱之為異營性。
假設在一草原生態系中,青草草食性動物一肉食性動物形成三能階食物
鏈,草食消費者只以糖解的方式獲得能量,而肉食消費者掠食草食動物後,亦僅
以穩解為能量之取得方式,則估計整個生態系只有0.12%源於生產者的能量可供
肉食動物運用於其活動中。此草原上肉食動物的組成及生物量將遠不及目前非洲
草原上豐富。
生物體之細胞可行有氧呼吸,以產生進一步的氧化性新陳代謝,在演化過程
中是一項大突破。有氧呼吸之能量轉換率在細胞內達到52~63%,如此一來便有
足夠的能量保留在生態系內,以建立充足的食物鏈,維持生態系的動態平衡。但
是即使有氧呼吸提高了細胞運用能源物資(如葡萄糖)的利用效率,在生態系的
能階間進行能之轉換,仍有約三分之二的量逸出系統。此一現象直接影響生態系
中之能階層數。大部分的生態系只有三個能階分層,少數達到四層。例如:在非
洲的草原上,青草一羚羊——獅的食物鏈代表一個三能階的生態系,若將人介
入以形成青草一羚羊——獅一人的四能階系統將非常不容易。這是因為獅的
生物量不足以提供人的利用,使人達成恆定而相當大的族群水準。若人另擇途徑,
中途截取青草(菜)或羚羊以補足能量,維持一個相當的族群水準,那麼所謂的
「四能階,系統便名存實亡了。
【91 指考
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