Was ist eine Energiepyramide?
Eine Energiepyramide (auch trophische Pyramide genannt) ist ein Diagramm, das zeigt, wie Energie auf die verschiedenen Ernährungsebenen – sogenannte trophische Ebenen – in einer Nahrungskette oder einem Nahrungsnetz verteilt ist.
Die Pyramide ist an der Basis immer am breitesten (Produzenten) und wird nach oben hin immer schmaler (Endprädatoren). Diese Form spiegelt wider, dass bei jeder Ebene Energie verloren geht.
Trophische Ebenen
| Ebene | Wer | Beispiel |
|---|---|---|
| 1. (Basis) | Produzenten | Gras, Algen, Bäume |
| 2. | Primärkonsumenten (Pflanzenfresser) | Kaninchen, Insekten, Rehe |
| 3. | Sekundärkonsumenten | Füchse, Frösche, kleine Fische |
| 4. | Tertiärkonsumenten (Endprädatoren) | Adler, Haie, Wölfe |
Die 10-%-Regel
Wenn Energie von einer trophischen Ebene zur nächsten weitergegeben wird, gehen etwa 90 % verloren und nur 10 % werden übertragen.
Energie geht verloren als:
- Wärme – durch Zellatmung (alle Organismen geben ständig Wärme ab)
- Kot – unverdaute Nahrung wird als Ausscheidung abgegeben
- Bewegung – für Muskeln, Verdauung und andere Lebensvorgänge verbrauchte Energie
Das bedeutet:
- Wenn Pflanzen 10 000 kJ Energie aus Sonnenlicht aufnehmen
- erhalten Pflanzenfresser ≈ 1 000 kJ
- Sekundärkonsumenten erhalten ≈ 100 kJ
- Endprädatoren erhalten ≈ 10 kJ
Deshalb ist es energieeffizienter, tiefer in der Nahrungskette zu essen. Die Produktion von 1 kg Rindfleisch erfordert etwa 10 kg Getreide (das wiederum viel Wasser, Fläche und Dünger benötigt). Der direkte Verzehr pflanzlicher Nahrung verbraucht pro Kalorie weit weniger Energie und Fläche.
Warum sind Nahrungsketten kurz?
Die 10-%-Regel erklärt, warum Nahrungsketten selten mehr als vier oder fünf Ebenen haben. Auf der vierten trophischen Ebene ist so wenig Energie übrig, dass nur sehr wenige Endprädatoren überleben können.
Biomassepyramide
Ein eng verwandtes Konzept ist die Biomassepyramide, die die Gesamtmasse der Organismen auf jeder Ebene zeigt. Sie hat (meist) dieselbe Form – die meiste Biomasse befindet sich bei den Produzenten, die wenigste bei den Endprädatoren. Deshalb gibt es in einer Wiese mehr Gras als Kaninchen und mehr Kaninchen als Füchse.
Praxisbezug: Fleischproduktion und Landnutzung
Die 10-%-Regel erklärt, warum Rinderhaltung enorme Landflächen benötigt. Um 1 kg Rindfleisch zu produzieren, werden etwa 10 kg Getreide benötigt — weil die Kuh 90 % der Energie des Getreides durch Wärme und Bewegung verliert. Deshalb kann eine Umstellung auf pflanzliche Ernährung den Land- und Wasserverbrauch erheblich reduzieren.
Praxisbezug: Warum es mehr Mäuse als Eulen gibt
Auf einer nächtlichen Wiese gibt es viele Tausende Mäuse, aber nur eine Handvoll Schleiereulen. Die Energiepyramide erklärt dies: Eulen sind Tertiär- oder Sekundärkonsumenten und erhalten nur einen kleinen Bruchteil der Energie, die mit dem Gras beginnt.
Praxisbezug: Effizienz in der Fischzucht
Lachsfarmen füttern ihre Fische mit kleineren Fischen (wie Hering), was Lachs zu Sekundärkonsumenten macht. Für eine Tonne Lachs werden mehrere Tonnen Hering benötigt — die 10-%-Energieverlust in Aktion. Deshalb wechseln manche Fischzüchter zu algenbasierten Futtermitteln.
Wo begegnest du dem im Alltag? Jedes Mal, wenn ein Naturdokumentarfilm riesige Gnu-Herden und nur wenige Löwen zeigt, siehst du die Energiepyramide. Große Produzenten an der Basis unterstützen immer weniger Tiere, wenn man die Nahrungskette hinaufgeht — die Form ist immer eine Pyramide, nie umgekehrt.
Übungsaufgaben
Wenn Produzenten 20 000 kJ Energie aus Sonnenlicht aufnehmen, wie viel Energie steht dann Sekundärkonsumenten zur Verfügung (angenommene 10-%-Effizienz)?
Antwort anzeigen
Warum haben Nahrungsketten selten mehr als vier oder fünf Ebenen?