Besin ağı

Tatlı su ve karasal besin ağı örneği
Besin ağı ya da besin döngüsü besin zincirlerinin doğal olarak bağlaşmasıdır ve genellikle ekolojik bir topluluk içinde neyin ne ile beslendiğini gösteren grafiksel bir gösterimdir. Çevrebilimciler tüm yaşam biçimleri kabaca trofik düzey adı verilen iki kategoride sınıflandırırlar: ototroflar ve heterotroflar. Ototroflar büyümek, gelişmek ve üremek için mineraller ve karbon dioksit gibi gazlardan oluşan inorganik maddelerden organik madde üreterek kendi besinlerini sağlarlar. Bu kimyasal tepkimelerin gerektirdiği enerji güneşten çoğunlukla fotosentez yoluyla elde edilir. Hidrotermal bacalar ve kaplıcalar az da olsa güneşin yanında diğer enerji kaynaklarıdır. Trofik düzeyler karbon gereksinimlerini yalnızca atmosferden elde eden tam ototroflardan, organik maddeyi atmosferden elde etmenin yanı sıra diğer kaynakları da kullanan etçil bitkiler gibi miksotroflara ve organik madde elde etmek için beslenmek zorunda olan tam heterotroflara kadar uzanır. Besin ağında besin zincirleri heterotrofların hangi ototroflar ya da heterotroflar ile beslendiğini gösteren bağlantılar ile gösterilir. Besin ağı bir ekosistemi değiş-tokuş yapan birleşik bir sistem olarak çeşitli beslenme yöntemlerinin basit olarak tasvir edilmesidir. Kabaca otçul, etçil, leşçil ve parazitik olarak ayrılabilen değişik beslenme ilişkileri vardır. Heterotroflar tarafından yenilen şekerler gibi bazı organik maddeler enerji sağlar. Siyanobakterilerden sekoyaya ve virüslerden mavi balinaya kadar ototroflar ve heterotroflar mikroskobik boyuttan tonlarca ağırlığa kadar her boyutta bulunmaktadırlar.
Charles Elton besin döngüsü, besin zinciri ve besin boyutu kavramlarına 1927 yılında yayımlanan "Animal Ecology" (Hayvan Ekolojisi) adlı kitabıyla öncülük etmiştir; daha sonra gelen ekoloji ile ilgili metinlerde "besin döngüsü" terimi "besin ağı" ile değiştirilmiştir. Elton'ın türleri sınıflandırdığı işlevsel gruplar Raymond Lindeman'ın 1942 yılında trofik dinamikleri üzerine yayımladığı önemli makalesine temel olmuştur. Lindeman bu makalesinde trofik sınıflandırma sistemi içinde ayrıştırıcı organizmaların önemini vurgulamıştır. Besin ağı terimi tarihi olarak Charles Darwin'in eserlerinde geçen "girift yamaç", "yaşam ağı" ve "karmaşık ilişkiler ağı" gibi terimlere dayanmaktadır. Hatta daha önceden John Bruckner 1768 yılında doğayı "süregelen bir yaşam ağı" olarak tanımlamıştır.
Besin ağları, aynı avlara sahip olan ve aynı avcılar tarafından avlanan çok sayıda türü işlevsel grup olarak trofik türlere indirgeyerek gerçek ekosistemlerin sınırlı olarak tasvirleridir. Çevrebilimciler bu sadeleştirmeleri trofik ya da üretici-tüketici sistem dinamiklerinin kantitatif modellemesinde kullanırlar. Bu modellemeler sayesinde gerçek besin ağı örgülerinin yapısında yer alan genel örüntüleri ölçebilmekte ve değerlendirebilmektedirler. Bu çalışmalar sonucunda besn ağlarının topolojisinde tesadüfî olmayan nitelikleri tanımlamışlardır. Meta analizde kullanılan yayımlanmış besin ağı örnekleri içerisinde eksikler bulunan çeşitli kalite düzeyindedir. Ancak topluluk aüları üzerine yapılan ampirik çalışmalar artmaktadır ve ağ teorisi kullanılarak besin ağlarının matematiksel analizi tüm besin ağlarında görülen ortak özellikleri ortaya çıkarmıştır. Örneğin üstel kanun besin ağı topolojisi içinde avcı-av bağlantılarını ve tür zenginliğini öngörmek için kullanılmaktadır.