Растенията получават слънчевата енергия и я използват за превръщане на неорганични съединения в богати органични съединения. По-конкретно, те превръщат слънчевата светлина и въглеродния диоксид в глюкоза и кислород. Следователно биологичните дейности в една екосистема изискват енергия от слънцето.
Получената слънчева енергия претърпява енергийна трансформация в екосистемите в химическа енергия, която е свързана под формата на глюкоза като потенциална енергия по време на процеса на фотосинтеза. След това тази енергия преминава през екосистемата през хранителната верига и процес, наречен енергиен поток.
Трансформацията на енергия в екосистемите започва с фотосинтеза
Фотосинтеза бележи началото на верига от енергийни преобразувания в една екосистема, което може да се види в много примери за хранителна верига. Редица животни се хранят с продуктите на фотосинтезата, например когато козите ядат храсти, червеите ядат трева, а плъховете ядат зърнени храни. Когато животните се хранят с тези растителни продукти, хранителната енергия и органичните съединения се прехвърлят от растенията към животните.
Повечето примери за хранителни вериги в екосистемите също ще покажат, че са тези животни, които ядат производители завой, изяден от други животни, като по-нататък прехвърля енергия и органични съединения от едно животно към друг. Някои екосистемни примери за това са, когато хората ядат овце, когато птиците се хранят с червеи и когато лъвовете ядат зебри. Тази верига на трансформация на енергия от един вид в друг може да продължи няколко цикъла, но тя в крайна сметка свършва, когато мъртвите животни се разлагат, превръщайки се в храна за гъбички, бактерии и други разложители.
Разложители
Гъби и бактерии са примери за разложители в енергийната трансформация в екосистемите. Те са отговорни за разграждането на сложните органични съединения до прости хранителни вещества. Разлагачите са важни за екосистемата, тъй като разграждат мъртвите материали, които все още съдържат източници на енергия. Съществуват различни видове организми, които се разлагат, които са отговорни за връщането на по-прости хранителни вещества в почвата, за да бъдат използвани от растенията - и така цикълът на енергийна трансформация продължава.
Примери за поток на енергия в екосистемата
Енергията, натрупана от първичните производители, се прехвърля по хранителната верига през различни трофични нива в едно явление, наречено енергиен поток. Пътят на енергийния поток преминава от първични производители към първични консуматори към вторични консуматори и накрая към декомпозитори. Само приблизително 10 процента от наличната енергия преминава от едно трофично ниво към следващото.
Примери за екосистеми и примери за хранителни вериги в екосистемите показват тази концепция малко по-лесно.
Например в горската екосистема дърветата и тревите трансформират слънчевата енергия в химическа енергия. Тази енергия тече към първичните потребители на екосистемата като насекоми и тревопасни животни като елени. Вторичните потребители като лисици, вълци и птици ядат и получават енергия от тези организми. Когато някой от тези организми умре, гъбичките, червеите и други разложители ги разграждат, за да получат енергия и хранителни вещества.
Принципи на енергийния поток
Енергийният поток през хранителната верига възниква в резултат на два закона на термодинамиката, които се прилагат към екосистемата.
Първият закон на термодинамиката гласи, че процеси, включващи преобразуване на енергия, няма да възникнат спонтанно, освен ако няма деградация на енергия от неслучайна форма в произволна форма. Този закон изисква в една екосистема всеки енергиен трансфер да бъде придружен от разпръскване на енергия в дишането или недостъпна топлина. Най-просто казано: енергийният трансфер между трофичните нива също води до загуба на енергия чрез топлина.
Вторият закон на термодинамиката е законът за запазване на енергията, който гласи, че енергията може да се трансформира от един източник в друг, но нито се създава, нито се унищожава. Ако се увеличи или намали вътрешната енергия (E) на дадена екосистема, работата (W) се извършва и топлината (Q) се променя.
