Растения получают солнечную энергию и используют ее для преобразования неорганических соединений в богатые органические соединения. В частности, они превращают солнечный свет и углекислый газ в глюкозу и кислород. Следовательно, биологическая деятельность в экосистеме требует энергии от солнца.
Полученная солнечная энергия претерпевает преобразование энергии в экосистемах в химическую энергию, которая связана в форме глюкозы как потенциальная энергия в процессе фотосинтеза. Затем эта энергия течет по экосистеме через пищевую цепочку и процесс, называемый поток энергии.
Преобразование энергии в экосистемах начинается с фотосинтеза
Фотосинтез знаменует начало цепочки преобразования энергии в экосистеме, что можно увидеть на многих примерах пищевой цепи. Некоторые животные питаются продуктами фотосинтеза, например, когда козы едят кусты, черви едят траву, а крысы едят зерно. Когда животные питаются этими растительными продуктами, пищевая энергия и органические соединения передаются от растений к животным.
Большинство примеров пищевой цепи в экосистемах также показывают, что те животные, которые едят производителей, находятся в быть съеденным другими животными, передавая энергию и органические соединения от одного животного к Другой. Некоторые экосистемные примеры этого - когда люди едят овец, когда птицы питаются червями и когда львы едят зебр. Эта цепочка преобразования энергии от одного вида к другому может продолжаться несколько циклов, но она в конечном итоге заканчивается, когда мертвые животные разлагаются, становясь пищей для грибов, бактерий и других разлагатели.
Разложители
Грибы и бактерии являются примерами разлагатели в преобразовании энергии в экосистемах. Они несут ответственность за разложение сложных органических соединений на простые питательные вещества. Разлагатели важны в экосистеме, потому что они разрушают мертвые материалы, которые все еще содержат источники энергии. Существуют различные типы организмов-разлагателей, которые несут ответственность за возвращение в почву более простых питательных веществ, используемых растениями, и поэтому цикл преобразования энергии продолжается.
Примеры потоков энергии в экосистемах
Энергия, накопленная первичными производителями, передается по пищевой цепочке через различные трофические уровни в явлении, называемом поток энергии. Путь потока энергии перемещается от первичных производителей к первичным потребителям, вторичным потребителям и, наконец, к разложителям. Только около 10 процентов доступной энергии переходит с одного трофического уровня на другой.
Примеры экосистем и примеры пищевых цепей в экосистемах немного легче демонстрируют эту концепцию.
Например, в лесной экосистеме деревья и травы преобразуют солнечную энергию в химическую энергию. Эта энергия поступает к основным потребителям экосистемы, таким как насекомые и травоядные, такие как олени. Вторичные потребители, такие как лисы, волки и птицы, питаются и получают энергию от этих организмов. Когда какой-либо из этих организмов умирает, грибки, черви и другие разлагатели разрушают их, чтобы получить энергию и питательные вещества.
Принципы потока энергии
Поток энергии через пищевую цепочку происходит в результате двух законов термодинамики, которые применяются к экосистеме.
Первый закон термодинамики гласит, что процессы, связанные с преобразованием энергии, не будут происходить спонтанно, если не произойдет деградация энергии от неслучайной формы до случайной формы. Этот закон требует, чтобы в экосистеме каждый перенос энергии сопровождался ее рассеиванием в виде дыхания или недоступного тепла. Проще говоря: передача энергии между трофическими уровнями также приводит к потере энергии из-за тепла.
Второй закон термодинамики - это закон сохранения энергии, который гласит, что энергия может преобразовываться из одного источника в другой, но не создается и не разрушается. Если происходит увеличение или уменьшение внутренней энергии (E) экосистемы, работа (W) выполняется, а тепло (Q) изменяется.
