Transformasi Energi dalam Ekosistem

Tumbuhan menerima energi matahari dan menggunakannya untuk mengubah senyawa anorganik menjadi senyawa organik yang kaya. Secara khusus, mereka mengubah sinar matahari dan karbon dioksida menjadi glukosa dan oksigen. Oleh karena itu, aktivitas biologis dalam suatu ekosistem membutuhkan energi dari matahari.

Energi matahari yang diterima mengalami transformasi energi dalam ekosistem menjadi energi kimia, yang terikat dalam bentuk glukosa sebagai energi potensial selama proses fotosintesis. Energi ini kemudian mengalir ke seluruh ekosistem melalui rantai makanan dan proses yang disebut aliran energi.

Fotosintesis menandai awal dari rantai konversi energi dalam suatu ekosistem, yang dapat dilihat dalam banyak contoh rantai makanan. Sejumlah hewan memakan produk fotosintesis, seperti ketika kambing makan semak, cacing makan rumput dan tikus makan biji-bijian. Ketika hewan memakan produk tumbuhan ini, energi makanan dan senyawa organik ditransfer dari tumbuhan ke hewan.

Sebagian besar contoh rantai makanan dalam ekosistem juga akan menunjukkan bahwa hewan yang memakan produsen berada di gilirannya dimakan oleh hewan lain, selanjutnya mentransfer energi dan senyawa organik dari satu hewan ke lain. Beberapa contoh ekosistem ini adalah ketika manusia memakan domba, ketika burung memakan cacing dan ketika singa memakan zebra. Rantai transformasi energi dari satu spesies ke spesies lain ini dapat berlanjut selama beberapa siklus, tetapi itu akhirnya berakhir ketika hewan yang mati membusuk, menjadi nutrisi bagi jamur, bakteri, dan lainnya pengurai.

jamur dan bakteri adalah contoh dari pengurai dalam transformasi energi dalam ekosistem. Mereka bertanggung jawab untuk memecah senyawa organik kompleks menjadi nutrisi sederhana. Pengurai penting dalam ekosistem karena mereka memecah bahan mati yang masih mengandung sumber energi. Ada berbagai jenis organisme pengurai, yang bertanggung jawab untuk mengembalikan nutrisi sederhana ke tanah untuk digunakan oleh tanaman -- sehingga siklus transformasi energi berlanjut.

Energi yang terakumulasi oleh produsen utama ditransfer melalui rantai makanan melalui tingkat trofik yang berbeda dalam sebuah fenomena yang disebut aliran energi. Jalur aliran energi bergerak dari produsen primer ke konsumen primer ke konsumen sekunder dan akhirnya ke pengurai. Hanya sekitar 10 persen dari energi yang tersedia yang bergerak dari satu tingkat trofik ke tingkat trofik berikutnya.

Contoh ekosistem dan contoh rantai makanan dalam ekosistem menunjukkan konsep ini sedikit lebih mudah.

Misalnya, dalam ekosistem hutan, pepohonan dan rerumputan mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Energi itu mengalir ke konsumen utama ekosistem seperti serangga dan herbivora seperti rusa. Konsumen sekunder seperti rubah, serigala dan burung makan dan mendapatkan energi dari organisme tersebut. Ketika salah satu dari organisme itu mati, jamur, cacing, dan pengurai lainnya memecahnya untuk menerima energi dan nutrisi.

Aliran energi melalui rantai makanan terjadi sebagai akibat dari dua hukum termodinamika, yang diterapkan pada ekosistem.

Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa proses yang melibatkan transformasi energi tidak akan terjadi secara spontan kecuali ada degradasi energi dari bentuk non-acak ke bentuk acak. Hukum ini mensyaratkan bahwa dalam suatu ekosistem setiap transfer energi harus disertai dengan dispersi energi menjadi respirasi atau panas yang tidak tersedia. Sederhananya: transfer energi antara tingkat trofik juga mengakibatkan hilangnya energi melalui panas.

Hukum kedua termodinamika adalah hukum kekekalan energi, yang menyatakan bahwa energi dapat diubah dari satu sumber ke sumber lain tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan. Jika peningkatan atau penurunan terjadi pada energi internal (E) suatu ekosistem, kerja (W) dilakukan, dan panas (Q) berubah.