Słowo ekosystem odnosi się do wszystkich żywych gatunków, a także elementów nieożywionych w określonym obszarze środowiskowym. Na przykład jezioro, bagno, rafa koralowa, las lub preria byłyby uważane za ekosystem. Ekosystemy mogą się znacznie różnić wielkością i indywidualnymi cechami – na przykład ekosystem kałuży znacznie różni się od ekosystemu tundry.
Pomimo tych dysproporcji wszystkie ekosystemy funkcjonują podobnie w sposobie, w jaki energia wpływa do nich, przez nie i z nich poprzez cykl energetyczny.
Ogólna struktura
Energia jest przekazywana do i z ekosystemów poprzez sieć złożonych interakcji. Energia wchodzi do ekosystemu ze źródeł zewnętrznych i przemieszcza się przez jego składniki. Na przykład energia słoneczna przepływa przez rośliny, mikroorganizmy i zwierzęta. Cykle energetyczne w ekosystemie kończą się rozkładem, a następnie proces zaczyna się od nowa.
Zasadniczo przepływ energii przez ekosystemy można wytłumaczyć tym, kto co je. Pamiętaj jednak, że transfer energii nie jest idealnie wydajny; większość z nich rozprasza się w postaci ciepła w różnych fazach cyklu.
Rola autotrofów
Autotrofy to producenci w ekosystemie. Słowo „autotrof” oznacza samopodawanie. Autotrofy składają się głównie z roślin, glonów i niektórych bakterii. Często dzieje się to w procesie fotosyntezy, w którym producenci przekształcają energię świetlną ze światła słonecznego wraz z wodą i dwutlenkiem węgla w węglowodany. Węglowodany łączą się z innymi cząsteczkami, tworząc podstawowy materiał strukturalny rośliny.
Jednak fotosynteza nie jest jedynym sposobem, w jaki autotrofy przekształcają energię; niektóre autotrofy wytwarzają węglowodany, wykorzystując energię chemiczną lub termiczną zamiast energii słonecznej.
Rola heterotrofów
Termin „heterotrof” odnosi się do gatunku konsumpcyjnego w ekosystemie. Heterotrofy można podzielić na różne typy w zależności od ich źródła energii – to znaczy tego, co jedzą. Konsumenci mogą jeść wyłącznie rośliny, zwierzęta, grzyby, bakterie lub różne organizmy.
Zwierzęta, które czerpią energię wyłącznie z roślin, nazywane są roślinożercami, czyli konsumentami pierwotnymi, zwierzęta, które pozyskują energię głównie z jedzenia innych zwierząt, nazywane są mięsożercami lub drugorzędowymi/trzeciorzędowymi konsumentów. Zwierzęta, które czerpią energię zarówno ze źródeł roślinnych, jak i zwierzęcych, nazywane są wszystkożercami.
Energia przepływa przez heterotrofy niezależnie od ich rodzaju, ponieważ wszystkie produkują odpady i ostatecznie umierają.
Proces dekompozycji
Cykl energetyczny w ekosystemie kończy się i zaczyna od nowa wraz z procesem rozkładu. Niektóre bakterie, robaki, owady, grzyby, a nawet pleśń działają jak rozkład. Przekształcają materię organiczną – głównie odpady lub szczątki autotrofów i heterotrofów – w materię nieorganiczną, którą autotrofy w końcu wykorzystują.
Materia jednak różni się od energii – w trakcie wykonywania swojej pracy rozkładniki wytwarzają energię cieplną. Dlatego pryzmy kompostu są ciepłe. Cała energia, która przepłynęła przez ekosystem, opuszcza go w ten sposób.
Przykład cyklu energetycznego: ekosystem leśny
Spójrzmy na przykład ilustrujący ten cykl, patrząc na ekosystem leśny.
Producenci pierwotni (autotrofy), tacy jak drzewa, trawy i inne rośliny, wykorzystują fotosyntezę do przekształcania energii słonecznej w energię chemiczną, czyli glukozę.
Energia, którą tworzą w wyniku fotosyntezy, jest następnie przekazywana do pierwotnych konsumentów (heterotrofów), którzy jedzą te rośliny. W lesie mogą to być jelenie, myszy, owady, wiewiórki, wiewiórki itp. Stamtąd wtórni i trzeciorzędni konsumenci będą zjadać tych pierwotnych konsumentów i włączać w siebie swoją energię. W lesie mogą to być lisy, małe ptaki, ptaki drapieżne, wilki, niedźwiedzie itp.
Kiedy któryś z tych organizmów umrze, rozkładający się je rozłożą i wykorzystają tę energię dla siebie. W lesie obejmuje to grzyby, bakterie, niektóre owady itp.
Na każdym etapie tego cyklu część energii jest tracona przez ciepło. Cykl zaczyna się ponownie od konwersji energia słoneczna w energię chemiczną z producentami.