Rastliny prijímajú slnečnú energiu a používajú ju na premenu anorganických zlúčenín na bohaté organické zlúčeniny. Konkrétne premieňajú slnečné svetlo a oxid uhličitý na glukózu a kyslík. Preto biologické aktivity v ekosystéme vyžadujú energiu zo slnka.
Prijatá slnečná energia prechádza energetickými transformáciami v ekosystémoch na chemickú energiu, ktorá je počas procesu fotosyntézy viazaná vo forme glukózy ako potenciálna energia. Táto energia potom prúdi celým ekosystémom cez potravinový reťazec a proces tzv tok energie.
Transformácia energie v ekosystémoch začína fotosyntézou
Fotosyntéza znamená začiatok reťazca energetických premien v ekosystéme, čo možno vidieť na mnohých príkladoch potravinového reťazca. Na produkcii fotosyntézy sa živí množstvo zvierat, napríklad keď kozy jedia kríky, červy trávu a potkany obilniny. Keď sa zvieratá kŕmia týmito rastlinnými produktmi, potravinová energia a organické zlúčeniny sa prenášajú z rastlín na zvieratá.
Väčšina príkladov potravinového reťazca v ekosystémoch tiež ukáže, že tie zvieratá, ktoré jedia producentov, sa tu nachádzajú zase zožraté inými zvieratami, ďalej prenášajúc energiu a organické zlúčeniny z jedného zvieraťa do ďalší. Príkladom toho sú ekosystémy, keď ľudia jedia ovce, vtáky sa živia červami a levy jedia zebry. Tento reťazec transformácie energie z jedného druhu na druhý môže pokračovať niekoľko cyklov, ale je to tak nakoniec končí, keď sa uhynuté zvieratá rozložia a stanú sa výživou pre huby, baktérie a iné rozkladače.
Rozkladače
Huby a baktérie sú príkladmi rozkladače v transformácii energie v ekosystémoch. Sú zodpovedné za rozklad komplexných organických zlúčenín na jednoduché živiny. Rozkladače sú dôležité v ekosystéme, pretože rozkladajú mŕtve materiály, ktoré stále obsahujú zdroje energie. Existujú rôzne druhy rozkladacích organizmov, ktoré sú zodpovedné za návrat jednoduchších živín do pôdy, aby ich mohli rastliny použiť - a tak cyklus premeny energie pokračuje.
Príklady tokov energie v ekosystémoch
Energia akumulovaná prvovýrobcami sa prenáša prostredníctvom potravinového reťazca na rôzne trofické úrovne pri fenoméne, ktorý sa nazýva tok energie. Cesta toku energie sa pohybuje od prvovýrobcov k primárnym spotrebiteľom k sekundárnym spotrebiteľom a nakoniec k rozkladačom. Iba približne 10 percent dostupnej energie sa pohybuje z jednej trofickej úrovne na ďalšiu.
Príklady ekosystémov a príklady potravinového reťazca v rámci ekosystémov ukazujú tento koncept o niečo ľahší.
Napríklad v lesnom ekosystéme premieňajú stromy a trávy slnečnú energiu na chemickú. Táto energia prúdi k primárnym spotrebiteľom ekosystému, ako je hmyz, a bylinožravcom, ako je jeleň. Sekundárni konzumenti ako líšky, vlci a vtáky jedia a získavajú energiu z týchto organizmov. Keď ktorýkoľvek z týchto organizmov zomrie, plesne, červy a iné rozkladače ich rozložia na príjem energie a živín.
Princípy toku energie
Tok energie potravinovým reťazcom nastáva v dôsledku dvoch zákonov termodynamiky, ktoré sa uplatňujú na ekosystém.
Prvý zákon termodynamiky hovorí, že procesy zahrnujúce transformáciu energie nebudú prebiehať spontánne, pokiaľ nedôjde k degradácii energie z nenáhodnej formy na náhodnú formu. Tento zákon vyžaduje, aby v ekosystéme bol každý prenos energie sprevádzaný rozptýlením energie do dýchania alebo nedostupným teplom. Zjednodušene: prenos energie medzi trofickými úrovňami má za následok aj stratu energie pôsobením tepla.
Druhým zákonom termodynamiky je zákon zachovania energie, ktorý hovorí, že energia sa môže transformovať z jedného zdroja na druhý, ale nie je ani vytváraná, ani ničená. Ak dôjde k zvýšeniu alebo zníženiu vnútornej energie (E) ekosystému, vykoná sa práca (W) a zmení sa teplo (Q).
