Przepływ materii i energii w ekosystemach jest ważny dla wymiany niezbędnej do ich funkcjonowania. Aby ekosystemy istniały, musi istnieć energia, która przepływa i umożliwia transformację materii.
Ekosystemy to złożone systemy, które wymieniają materię i energię ze środowiskiem, w wyniku czego je modyfikują. Aby zrozumieć dynamikę ekosystemów i sposób ich działania, niezbędne jest ustalenie powiązań między przepływem energii a cyklem materii.
Wszystkie procesy na Ziemi są wynikiem przepływów energii i cykli materii w jej podsystemach i między nimi.
Energia
Energia to zdolność materii do wykonywania pracy, w tym przypadku pracy w celu utrzymania jej życiowych funkcji.
Innymi słowy, gdy coś jest podgrzewane, chłodzone lub zmienia się jego natura, energia jest w jakiś sposób absorbowana lub uwalniana.
W ekologii dwa główne rodzaje energii to energia chemiczna i energia słoneczna. Pierwsza to energia, która jest uwalniana lub absorbowana podczas przemiany chemicznej, druga to energia emitowana przez słońce.
Fotosynteza
Formuła fotosyntezy
Fotosynteza to proces, w którym rośliny wychwytują energię słoneczną z chlorofilu i przekształcają ją w materię organiczną.
Chemosynteza
W miejscach, do których nie dociera światło słoneczne (dno morza, jaskinie), znajdują się organizmy, które pozyskują energię z utleniania siarkowodoru i przekształcają go w materię organiczną podobnie jak rośliny.
Materia i energia
Ekosystem to społeczność żywych istot, których procesy życiowe są ze sobą powiązane. Z punktu widzenia energii jest to obszar, w którym przepływ energii i cykl materii są w stanie równowagi dynamicznej.
Ścieżkę energii i cykl materii można ustalić poprzez łańcuch pokarmowy (troficzny).
Troficzne relacje
Sieci pokarmowe. Źródło: Roddelgado
Relacje troficzne to takie, w których organizmy zajmują określoną pozycję w odniesieniu do tego, skąd pozyskują energię (pożywienie).
Pierwsze miejsce zajmuje zawsze organizm autotroficzny (organizm, który poprzez słońce wytwarza materię organiczną), czyli wytwórca.
Heterotrofy to te, które czerpią energię od producentów lub od innych zwierząt, które zjadły producentów, czyli są konsumentami i zajmują drugie miejsce w łańcuchu.
Te ostatnie są klasyfikowane według ich bliskości do producentów. Tak więc zwierzęta roślinożerne, które żywią się bezpośrednio producentami, nazywane są pierwotnymi; drapieżniki, które jedzą roślinożerne, nazywane są drugorzędnymi, większymi drapieżnikami, które jedzą mniejsze drapieżniki, nazywane są trzeciorzędnymi konsumentami i tak dalej.
Trzecie miejsce zajmują rozkładające się organizmy, które pozyskują materię i energię od innych żywych istot i przekształcają je w nieorganiczne substancje mineralne, które następnie producenci mogą wykorzystać do przekształcenia ich w materię organiczną.
wniosek
Bez przepływu energii i materii ekosystemy nie istniałyby. Energia dociera do nich ze słońca, producenci przekształcają tę energię w materię organiczną. Ta przetworzona energia jest następnie przekazywana wzdłuż łańcucha pokarmowego do konsumentów i rozkładających się.
Na każdym z tych poziomów tylko niewielka część energii jest dostępna na następny poziom, ponieważ prawie 90% jest zużywane na utrzymanie i oddychanie.
Bibliografia
- POFF, NL, ALLAN, JD, BAIN, MB, KARR, JR, PRESTEGAARD, KL, RICHTER, BD,… & STROMBERG, JC (1997). Naturalny reżim przepływu. BioScience, 47 (11), 769–784.
- PAUL, EA (2014). Mikrobiologia, ekologia i biochemia gleby. Prasa akademicka.
- NEBEL, BJ i WRIGHT, RT (1999). Nauki o środowisku: ekologia i zrównoważony rozwój. Edukacja Pearson.
- OLSON, JS (1963). Magazynowanie energii a bilans wytwórców i rozkładających się w systemach ekologicznych. Ekologia, 44 (2), 322–331
- ODUM, EP (1992). Ekologia: naukowe podstawy nowego paradygmatu (nr 574,5 O36Y). Zobaczysz.