Nahrungskette

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Mit dem Begriff Nahrungskette kennzeichnet man in der Ökologie und in der Ökotoxikologie die linearen energetischen und stofflichen Beziehungen von aufeinanderfolgenden Organismenpopulationen, bei denen sich die Organismen des jeweils folgenden Trophieniveaus von den Organismen des vorangegangenen Trophieniveaus ernähren.

Das Konzept der Nahrungskette und der Stoffkreislauf

Das Konzept der "Nahrungskette" ist ein in verschiedener Hinsicht vereinfachtes Konzept linearer Energie- und Stoffflüsse im Ökosystem. Der Begriff wurde vor allem durch den britischen Zoologen und Ökologen Charles Elton in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts propagiert. Auf ihn geht auch das Konzept der Elton'schen Zahlenpyramide zurück, die als Biomassepyramide oder als Energiepyramide der verschiedenen Trophieniveaus eines Ökosystems charakterisiert. Je nach Fragestellung werden daher entweder die gespeicherte und die in der Nahrungskette weitergegebene Energie im Rahmen von Energieflussmessungen oder aber einzelne Stoffe von Stoffflüssen (Kohlenstoff, Stickstoff usw.) untersucht.

Die Arten eines Ökosystems lassen sich verschiedenen Trophieniveaus (Nahrungskettenebenen) zuordnen. Das vereinfachte und meist idealisierte Modell der Nahrungskette unterscheidet zwischen Primärproduzenten (grüne Pflanzen oder chemosynthetische Bakterien), Konsumenten und Destruenten. Ein (vereinfachtes) Beispiel einer linearen Nahrungskette ist die Kette Gras – Zebra – Löwe.

Ein (vereinfachtes) Beispiel aus dem Süßwasser ist die Nahrungskette Kieselalge – Wasserfloh – Jungfisch – Raubfisch. Ein Beispiel aus dem Weltmeer ist die Nahrungskette Kleinalgen – Antarktischer Krill (vgl. Abb.) – Bartenwale.

Destruenten (Pilze, Bakterien, aber auch an der mechanischen Zersetzung beteiligte Würmer, Gliedertiere usw.) entnehmen ihre Nahrung allen übrigen Trophieniveaus und führen dabei die Stoffe aus der Nahrungskette zurück, so dass sich die Form eines Stoffkreislaufs ergibt (vgl. z.B. Stickstoff- und Kohlenstoffkreislauf).  

Reale Nahrungsketten und Nahrungsnetze

Der Begriff der Nahrungskette ist für fast alle natürlichen Ökosystemen eine sehr stark vereinfachende Abstraktion, so dass sich üblicherweise eher das Konzept des Nahrungsnetzes eignet, die Komplexität im Ernährungsgefüge einigermaßen richtig darzustellen.

Arten, die sowohl pflanzliche als auch tierische Nahrung aufnehmen (z.B. Schaben, Möwen, Schweine, Schimpansen) oder die sich teilweise von lebenden Tieren und teilweise von Kadavern ernähren (z.B. Hyänen, auch Löwen), lassen sich allerdings weder in einem Schema der Nahrungskette, noch einem solchen des Nahrungsnetzes übersichtlich darstellen, weshalb ein "reales Nahrungsnetz" aus der Natur ein sehr komplexes und schwer durchschaubares Gebilde darstellen würde. Viele Arten ändern ihre Nahrungszusammensetzung im Laufe des Lebens auch je nach Entwicklungsstadium (bei vielen Insekten) oder nach Jahreszeit (viele Singvögel).

Bedeutung für die Ökotoxikologie

Ins öffentliche Interesse rückte der Begriff in Zusammenhang mit der Anreicherung von Schadstoffen entlang Nahrungsketten. Tatsächlich können sich vor allem fettlösliche und nicht oder nur langsam abbaubare Stoffe (z.B. Schwermetallionen) in einer Nahrungskette unter bestimmten Bedingungen anreichern. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Biomagnifikation. Dieser Effekt ist eher bei luftatmenden Organismen von Bedeutung als in rein aquatischen Nahrungsketten, wo der direkte Austausch der Stoffe vom Wasser über die Oberfläche der Organismen (die sogenannte Biokonzentration) vielfach bedeutsamer ist als die Biomagnifikation.