Le piante ricevono l'energia del sole e la usano per convertire composti inorganici in composti organici ricchi. In particolare, trasformano la luce solare e l'anidride carbonica in glucosio e ossigeno. Pertanto, le attività biologiche in un ecosistema richiedono energia dal sole.
L'energia solare ricevuta subisce una trasformazione energetica degli ecosistemi in energia chimica, che è legata in forma di glucosio come energia potenziale durante il processo di fotosintesi. Questa energia scorre quindi attraverso l'ecosistema attraverso la catena alimentare e un processo chiamato flusso di energia.
La trasformazione dell'energia negli ecosistemi inizia con la fotosintesi
La fotosintesi segna l'inizio di una catena di conversioni energetiche in un ecosistema, che può essere visto in molti esempi di catene alimentari. Numerosi animali si nutrono dei prodotti di fotosintesi, come quando le capre mangiano arbusti, i vermi mangiano erba e i ratti mangiano cereali. Quando gli animali si nutrono di questi prodotti vegetali, l'energia alimentare e i composti organici vengono trasferiti dalle piante agli animali.
La maggior parte degli esempi di catene alimentari negli ecosistemi mostrerà anche che quegli animali che mangiano i produttori vengono a loro volta mangiati da altri animali , trasferendo ulteriormente energia e composti organici da un animale all'altro. Alcuni esempi di questo ecosistema sono quando gli umani mangiano pecore, quando gli uccelli si nutrono di vermi e quando i leoni mangiano zebre. Questa catena di trasformazione energetica da una specie all'altra può continuare per diversi cicli, ma alla fine termina quando gli animali morti si decompongono, diventando nutrimento per funghi, batteri e altri decompositori.
Decompositori
Funghi e batteri sono esempi di decompositori nella trasformazione energetica negli ecosistemi. Sono responsabili della scomposizione dei composti organici complessi in semplici nutrienti. I decompositori sono importanti nell'ecosistema perché distruggono materiali morti che contengono ancora fonti di energia. Esistono diversi tipi di organismi decompositori, che sono responsabili del ritorno di nutrienti più semplici nel suolo per essere utilizzati dalle piante - e quindi il ciclo di trasformazione dell'energia continua.
Flusso di energia negli esempi di ecosistemi
Energia accumulata dai produttori primari viene trasferito attraverso la catena alimentare attraverso diversi livelli trofici in un fenomeno chiamato flusso di energia. Il percorso del flusso di energia passa dai produttori primari ai consumatori primari ai consumatori secondari e infine ai decompositori. Solo circa il 10 percento dell'energia disponibile si sposta da un livello trofico a quello successivo.
Gli esempi di ecosistemi e gli esempi di catene alimentari all'interno degli ecosistemi mostrano questo concetto un po 'più semplice.
Ad esempio, in una foresta ecosistema, alberi ed erbe trasformano l'energia solare in energia chimica. Quell'energia fluisce verso i principali consumatori dell'ecosistema come insetti ed erbivori come cervi. I consumatori secondari come volpi, lupi e uccelli mangiano e ottengono energia da quegli organismi. Quando uno di questi organismi muore, funghi, vermi e altri decompositori li scompongono per ricevere energia e sostanze nutritive.
Principi del flusso di energia
Il flusso di energia attraverso una catena alimentare si verifica a seguito di due leggi della termodinamica , che vengono applicati all'ecosistema.
La prima legge della termodinamica afferma che i processi che coinvolgono la trasformazione di energia non si verificano spontaneamente a meno che non vi sia un degrado di energia da una forma non casuale a una forma casuale. Questa legge richiede che in un ecosistema ogni trasferimento di energia dovrebbe essere accompagnato da dispersione di energia nella respirazione o calore non disponibile. In parole povere: il trasferimento di energia tra i livelli trofici comporta anche una perdita di energia attraverso il calore.
La seconda legge della termodinamica è la legge di conservazione dell'energia, che afferma che l'energia può essere trasformata da una fonte all'altra ma è né creato né distrutto. Se si verifica un aumento o una diminuzione dell'energia interna (E) di un ecosistema, il lavoro (W) viene eseguito e il calore (Q) cambia.
