食物链中为何没有出现资源耗尽的情况？ 第1页

人类的确有吃垮地球食物链的能力。

人类碳总量是0.06 GT C（G吨碳总量的缩写，即10^12kg），也即6000万吨碳总量^[1]。

而所有野生哺乳动物的碳总量为0.007 GT C，不到人类碳总量的1/8。

如果全人类，专吃野生动物。不考虑捕捉难度的话，相当于平均每个人分七八公斤的肉。

纯肉食的情况下，最多5~10天的量。

也就是说，全人类可以仅仅只用5天的时间，就吃掉全球所有的野生哺乳动物。

不过幸好，人类是杂食动物，除了吃粮食素菜外，还养殖了高达0.1 GT C的家畜。无论家畜中的哺乳动物还是禽类的碳总量，都远远高于哺乳动物和鸟类(家禽家畜是野生兽禽碳总量的11倍）。

这么多的家畜，也只够小部分人类食用，以及生产奶制品，或者一些肉类工业品。

人类需要再多养殖10倍的兽禽，才能足够全人类纯肉食食用。如果是野生哺乳动物动物，则需要高达143倍。考虑到不少野生哺乳动物的生殖周期过长，实际可能高达300倍。

所以，单纯的地球食物链，还真的承担不起人类的食用。

这也是为什么，我曾在一些回答里提出，人类根本不是什么顶级掠食者，而是终食者。

人类不是站在食物链的顶尖，而是具有彻底颠覆地球食物链的能力。

既然人类吃起东西来，这么可怕，哪怕排除人类因素之后，食物链可能因为资源耗尽而断掉吗？

当然不会。

因为地球上的生产者占大头，植物的碳总量高达450 GT C。

而所有动物的碳总量是2GT C，只占植物碳总量的0.44%。按照能级来算，大约只有2.2%的植物，参与动物的食物链碳循环。

植物的绝大部分碳总量，实际提供给了分解者，细菌的碳总量高大70 GT C，真菌也有12 GT C，前者是人类的1167倍，后者是人类的200倍。

而营养复杂多样的单细胞真核生物，也有4GT C的碳总量，是人类的67倍。人类曾经不甚了解的古细，碳总量也有8GT C，是人类的133倍。

就连病毒也有0.2GT C的碳总量，是人类碳总量的3倍。

我们的注意力总是在动物们身上，所以产生了动物很多的错觉。

甚至，我们在哺乳动物上的注意力也高于其它动物，也便有了哺乳动物很多的错觉。

实际野生哺乳动物的总碳量，甚至只有白蚁的十分之一。

在动物中，碳总量最高的是节肢动物1GT C（人类的17倍，其中昆虫就有0.9GTC，是人类的15倍）。

从表里看出，其它动物的碳总量如下：

鱼类，0.7GT C；
环节和软体动物都是，0.2GT C；
刺细胞动物（原腔肠动物），0.1GT C；
线虫，0.02GT C；
哺乳动物，0.007GT C
鸟类，0.002GT C

自从20多亿年前，蓝细菌出现之后，地球上的生物碳总量便渐渐以自养生物为主。

动物和植物不仅仅是营养级关系，更是15亿年来在演化上互相促进。

寒武纪生物大爆发的前提是海洋植物的繁荣，碳总量足以支撑足够多的动物种群出现。

当动物总群多了起来，植物减少，为了获得足够多的碳量，以动物为食的掠食者出现几乎是必然。

在亿万年的演化中，奠定了食物链。

一般认为食物链中的营养传递约10%~20%。

如果一个区域的可利用碳总量作为100% （初级营养者能作为食用的），对于虎鲸、北极熊这样高达5.5级的动物来说，碳总量只占0.003%~0.07%。

营养级过高，则支撑不了过多的掠食者，这也注定了，人类这么庞大的数量，营养级不会太高。

人类的营养级是2.21^[2]，与猪的营养级相当。

这里的重点，不在于人类和猪营养级相当的关系，而是人类即便只有2.2的营养级，所拿来直接或者间接（畜牧所用）食用的植物，也有0.4~1GT C。

也就是说，人类虽然整体营养级不高，但何奈基数过大。

以3营养级食用（或间接食用）的碳总量高达0.1GT C，以更高营养级身份食用的碳总量即便不是第一，那也是名列前茅（几乎顶级掠食者的捕猎对象，都是人类的食物之一）。

那么，如果人类的综合营养级和虎鲸一样，会怎么样呢？

以当前人类的人口，达到5.5营养级，不仅所有动物不够吃。

哪怕即便够吃，所需要的植物，可高达2000GT C。大约需要4个地球的植物，才能供养这么多的绝对顶级掠食的人类。

考虑到动物食物链，那么则需要100个地球来供养。

那么，以地球的生物碳含量，可以容纳多少的总人口呢？

如果人类继续保持2.21的营养级，如果能用上所有动物食物链涉及的植物碳量，所能容纳的人口为2000亿。

如果能用上所有植物碳总量，大约能容纳50万亿的人口(相当于每100平方米分布四个人）。

当然，按照当前人类的科技实力（食物加工水平），预估人口的最高上限是1000亿人（达到节肢动物的总碳循环量）

如果在加工植物的技术方面，在未来没有足够大的突破，人口是很难突破这个上限的。

到时候，如果已经拥有星际殖民的实力，倒算万幸。如果不能，当地球因人口过载而崩溃时，地球上可能发生的事情，会无法想象……

总的来说，当前的人类和所有的动物，想要吃光植物，还差得很远。

如果所有真菌能加工食用的话，都足够支撑当前所有动物的食物链了，甚至都不需要细菌出马。

如此来看，食物链是否不会因为资源耗尽而断裂呢？

实际恰恰相反。

如今的食物链关系，是经过至少5亿年的反复资源耗尽、崩溃，然后慢慢形成的。

正是因为它逐渐成了一个稳定的生态系统，所以营养级传递才稳定在10%~20%。每一次过载的营养传递，都必然存在大量个体的后继死亡。

当营养级的传递稳定之后，整个食物链自然也会表现出相对的稳定状态。

由于最近1万年来，地球生态系统足够的稳定，所以才让题主产生了食物链没有出现资源耗尽的情况。

• 实际从200万年前~1万年前的第四纪大冰期期间，动物因食物链断裂而灭绝，也并非罕见的事情。

对于长达5亿年的演化史来说，生态系统总是处于动态平衡。动态平衡的过程中，总是伴随着个体死亡，甚至种群灭亡。

灭绝的动物，总是多于当今现存的动物。

生物演化机制，就注定了：

整个演化史上，因食物链资源耗尽而灭绝的物种，总是多于因食物链稳定而延续下来的物种。

参考

1. ^ https://www.sciencemag.org/news/2018/05/plants-outweigh-all-other-life-earth
2. ^ 科技日报：科学家首次计算出人类营养等级

朋友，你知道你两腿之间的那个器官是干什么用的么。

什么，你那个东西没有了？

那你节哀吧。

生物通常可以繁殖后代，来补充死掉的数量。每天有很多生物被吃，但是平均而言每天都有比死掉的生物的数量还要多的生物出生。在小范围内吃光了食物，阻止不了其他地方新生的生物填补进来。特定的某种生物不小心被全部弄死了，也不妨碍其他生物取代其地位。在传代过程中，新的物种还会随机演化出来^[1]。

大量物种在自然界的数量根本就不是其他生物可控制的。

• 例如色藻·蓝菌的水华爆发、钵水母的周期性爆发都可以毁灭范围内所有不能适应它们改造的环境的生物，它们自身则在环境恶化到一定程度后大量死亡来将数量降到可以持续的地步，暂时停止对环境的破坏，由此产生的有机物沉降和水母瀑布将大量有机物输入海底，支持海底生态系——这种事情已经在地球上循环发动了数亿年，没有什么“结果”可言。

驱动生物活动的能量可以追溯到太阳辐射、地球内部放射性物质的衰变热、地球上化学物质间的化学反应产生的能量。有些生态系根本就没有消费者，更不存在所谓吃光了。

• 例如辐射合成细菌Candidatus Desulforudis audaxviator可以在只有铀矿的辐射作为能源的环境下利用岩石和水中溶解的物质合成有机物并增殖，在南非地下1500~3000米深的矿井地下水中建立生态系。相关论文发表在2008年10月10日的Science杂志^[2]。辐射对该物种并非必需，且它们在作为化能自养生物的同时还可以分解同类的死细胞来回收材料。

• Candidatus Desulforudis audaxviator生活的环境里没有其它生物。在科学家检测的五吨地下水里，Candidatus Desulforudis audaxviator的230万个碱基对只有32个突变过不止1次。

参考

1. ^ 为什么没有新生物种出现？ - 赵泠的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/436394697/answer/1645505790
2. ^ Dylan Chivian, Eoin L. Brodie, Eric J. Alm, David E. Culley, Paramvir S. Dehal, Todd Z. DeSantis, Thomas M. Gihring, Alla Lapidus, Li-Hung Lin, Stephen R. Lowry, Duane P. Moser, Paul M. Richardson, Gordon Southam, Greg Wanger, Lisa M. Pratt, Gary L. Andersen, Terry C. Hazen, Fred J. Brockman, Adam P. Arkin, Tullis C. Onstott,"Environmental Genomics Reveals a Single-Species Ecosystem Deep Within Earth", Science, 10.1126/science.1155495