Слово екосистема відноситься до всіх живих видів, а також неживих елементів у певній екологічній зоні. Наприклад, озеро, болото, кораловий риф, ліс або прерія вважаються екосистемою. Екосистеми можуть сильно відрізнятися за розмірами та окремими характеристиками - наприклад, екосистема калюжі сильно відрізняється від екосистеми ділянки тундри.
Незважаючи на ці розбіжності, усі екосистеми функціонують однаково так, як енергія вливається в них, через і з них через енергетичний цикл.
Загальна структура
Енергія передається в екосистеми та поза ними через мережу складних взаємодій. Енергія потрапляє в екосистему із зовнішніх джерел і рухається по всіх її компонентах. Наприклад, енергія сонця протікає через рослини, мікроорганізми та тварин. Енергетичні цикли в екосистемі закінчуються розкладанням, а потім процес починається заново.
По суті, потік енергії через екосистеми можна пояснити тим, хто що їсть. Однак майте на увазі, що передача енергії не є абсолютно ефективною; велика його частина розсіюється у вигляді тепла на різних фазах циклу.
Роль автотрофів
Автотрофи - це виробники в екосистемі. Слово "автотроф" означає самоподачу. Автотрофи в основному складаються з рослин, водоростей та деяких бактерій. Часто це відбувається в процесі фотосинтезу, при якому виробники перетворюють світлову енергію від сонячного світла разом з водою та вуглекислим газом у вуглеводи. Вуглеводи поєднуються з іншими молекулами, утворюючи основний структурний матеріал рослини.
Однак фотосинтез - не єдиний спосіб, яким автотрофи перетворюють енергію; деякі автотрофи виробляють вуглеводи, використовуючи хімічну або теплову енергію замість сонячної енергії.
Роль гетеротрофів
Термін "гетеротроф" відноситься до видів споживачів в екосистемі. Гетеротрофи можна класифікувати на різні типи залежно від джерела енергії - тобто, що вони їдять. Споживачі можуть їсти виключно рослини, тварин, гриби, бактерії або різноманітний організм.
Тварини, які отримують свою енергію виключно з рослин, відомі як рослиноїдні тварини або первинні споживачі тварини, які отримують свою енергію переважно харчуючись іншими тваринами, називаються хижими, або вторинними / третинними споживачів. Тварин, які отримують енергію як з рослинних, так і з тваринних джерел, називають всеїдними.
Енергія протікає через гетеротрофи незалежно від їх типу, оскільки всі вони утворюють відходи і врешті-решт гинуть.
Процес розкладання
Енергетичний цикл в екосистемі закінчується і починається заново з процесом розкладання. Деякі бактерії, глисти, комахи, гриби і навіть цвіль діють як розкладачі. Вони перетворюють органічну речовину - переважно відходи або залишки автотрофів та гетеротрофів - в неорганічну речовину, яку з часом використовують автотрофи.
Однак речовина відрізняється від енергії - в процесі виконання своєї роботи розкладачі виробляють теплову енергію. Ось чому компостні купки теплі. Вся енергія, яка кружляла через екосистему, залишає її таким чином.
Приклад енергетичного циклу: лісова екосистема
Давайте розглянемо приклад, який ілюструє цей цикл, розглядаючи a лісова екосистема.
Первинні продуценти (автотрофи), такі як дерева, трави та інші рослини, використовують фотосинтез, щоб перетворити сонячну енергію в хімічну енергію, а саме глюкозу.
Потім ця енергія, яку вони створюють за допомогою фотосинтезу, передається первинним споживачам (гетеротрофам), які харчуються цими рослинами. У лісі це можуть бути олені, миші, комахи, білки, бурундуки тощо. Звідти вторинні та третинні споживачі будуть їсти цих первинних споживачів та включатимуть свою енергію у себе. У лісі сюди можуть входити лисиці, дрібні птахи, хижі птахи, вовки, ведмеді тощо.
Коли будь-який з цих організмів загине, розкладачі розщеплять їх і використовують цю енергію для себе. У лісі сюди входять гриби, бактерії, певні комахи тощо.
На кожному кроці цього циклу частина енергії втрачається через тепло. Цикл починається знову з перетворення сонячна енергія у хімічну енергію з виробниками.