Energie komt ecosystemen binnen als zonlicht en wordt omgezet in bruikbare chemische energie door producenten zoals landplanten, algen en fotosynthetische bacteriën. Zodra deze energie het ecosysteem binnenkomt via fotosynthese en wordt omgezet in biomassa door die producenten, stroomt energie door de voedselketen wanneer organismen andere organismen eten.

Gras gebruikt fotosynthese, kever eet gras, vogel eet kever enzovoort.
Energiestroom is niet 100 procent efficiënt

Naarmate u meer trofische niveaus bereikt en doorloopt in de voedselketen, is de energiestroom niet 100 procent efficiënt. Slechts ongeveer 10 procent van de beschikbare energie haalt het van het ene trofische niveau naar het volgende trofische niveau, of van het ene organisme naar het volgende. De rest van die beschikbare energie (ongeveer 90 procent van die energie) gaat verloren als warmte.

De netto productiviteit van elk niveau neemt met een factor 10 af naarmate u elk trofisch niveau hoger gaat.

Waarom is deze overdracht niet 100 procent efficiënt? Er zijn drie hoofdredenen:

1. Niet alle organismen van elk trofisch niveau worden geconsumeerd: Zie het op deze manier: de netto primaire productiviteit komt overeen met alle beschikbare energie voor organismen in een ecosysteem dat wordt geleverd door producenten voor die organismen in hogere trofische niveaus. Om al die energie van dat niveau naar het volgende te laten stromen, betekent dit dat al die producenten zouden moeten worden geconsumeerd. Elk grassprietje, elk microscopisch stuk algen, elk blad, elke bloem enzovoort. Dat gebeurt niet, wat betekent dat een deel van die energie niet van dat niveau naar de hogere trofische niveaus stroomt.

2. Niet alle energie kan van het ene niveau naar het volgende worden overgedragen: de tweede reden waarom de energiestroom inefficiënt is, is omdat bepaalde energie niet kan worden overgedragen en dus verloren gaat. Mensen kunnen bijvoorbeeld geen cellulose verteren. Hoewel die cellulose energie bevat, kunnen mensen het niet verteren en er energie uit halen, en het gaat verloren als "afval" (aka, feces).

Dit geldt voor alle organismen: er zijn bepaalde cellen en stukjes materie die ze niet kunnen verteren die zullen worden uitgescheiden als afval /verloren als warmte. Dus zelfs als de beschikbare energie die een stuk voedsel heeft één hoeveelheid is, is het onmogelijk voor een organisme dat het eet om elke eenheid beschikbare energie in dat voedsel te verkrijgen. Een deel van die energie zal altijd verloren gaan.

3. Metabolisme gebruikt energie: ten slotte verbruiken organismen energie voor metabole processen zoals cellulaire ademhaling. Deze energie is opgebruikt en kan dan niet worden overgedragen naar het volgende trofische niveau.
Hoe energiestroom de voedsel- en energiepiramides beïnvloedt

Energiestroom kan worden beschreven door voedselketens als de overdracht van energie van het ene organisme naar de volgende, beginnend bij de producenten en oplopend in de keten terwijl organismen door elkaar worden geconsumeerd. Een andere manier om dit type keten weer te geven of gewoon om de trofische niveaus weer te geven, is via voedsel- /energiepiramides.

Omdat de energiestroom inefficiënt is, is het laagste niveau van de voedselketen bijna altijd het grootste in termen van beide energie en biomassa. Daarom verschijnt het aan de voet van de piramide; dat is het niveau dat het grootste is. Terwijl je omhoog gaat naar elk trofisch niveau of elk niveau van de voedselpiramide, nemen zowel energie als biomassa af. Dat is de reden waarom niveaus in aantal versmallen en visueel versmallen terwijl je omhoog gaat in de piramide.

Zie het op deze manier: Je verliest 90 procent van de beschikbare hoeveelheid energie als je elk niveau omhoog gaat. Slechts 10 procent van de energie stroomt mee, wat niet zoveel organismen kan ondersteunen als het vorige niveau. Dit resulteert in zowel minder energie als minder biomassa op elk niveau.

Dat verklaart waarom er meestal een groter aantal organismen lager in de voedselketen is (zoals gras, insecten en kleine vissen, bijvoorbeeld) en een veel kleinere aantal organismen bovenaan de voedselketen (zoals beren, walvissen en leeuwen, bijvoorbeeld).
Hoe energie stroomt in een ecosysteem

Hier is een algemene keten van hoe energie stroomt in een ecosysteem:

1. Energie komt het ecosysteem binnen via zonlicht als zonne-energie.
   
2. Primaire producenten (oftewel het eerste trofische niveau) zetten die zonne-energie om in chemische energie via fotosynthese. Veel voorkomende voorbeelden zijn landplanten, fotosynthetische bacteriën en algen. Deze producenten zijn fotosynthetische autotrofen, wat betekent dat ze hun eigen voedsel /organische moleculen maken met de energie van de zon en koolstofdioxide.
   
3. Een deel van die chemische energie die de producenten creëren, wordt vervolgens verwerkt in de materie die deze producenten vormt . De rest gaat verloren als warmte en wordt gebruikt in het metabolisme van die organismen.
   
4. Ze worden vervolgens geconsumeerd door primaire consumenten (ook bekend als tweede trofisch niveau). Veel voorkomende voorbeelden zijn herbivoren en omnivoren die planten eten. De energie die is opgeslagen in de materie van die organismen wordt overgebracht naar dat volgende trofische niveau. Sommige energie gaat verloren als warmte en als afval.
   
5. Het volgende trofische niveau omvat andere consumenten /roofdieren die de organismen op het tweede trofische niveau opeten (secundaire consumenten, tertiaire consumenten, enzovoort). Bij elke stap die je omhoog gaat in de voedselketen, gaat er wat energie verloren.
   
6. Wanneer organismen sterven, breken ontbinders zoals wormen, bacteriën en schimmels de dode organismen af en recyclen ze beide voedingsstoffen in het ecosysteem en nemen ze energie voor zichzelf op. Zoals altijd gaat er nog wat energie verloren als warmte.
   
   

   Zonder producenten zou geen enkele hoeveelheid energie het ecosysteem in een bruikbare vorm kunnen binnendringen. Energie moet voortdurend het ecosysteem binnenkomen via zonlicht en die primaire producenten, anders zou het hele voedselweb /de hele keten in het ecosysteem instorten en ophouden te bestaan.
   Voorbeeld Ecosysteem: gematigd bos
   

   Gematigde bosecosystemen zijn een geweldig voorbeeld om te laten zien hoe de energiestroom werkt.
   

   Het begint allemaal met de zonne-energie die het ecosysteem binnenkomt. Dit zonlicht plus kooldioxide zal worden gebruikt door een aantal primaire producenten in een bosomgeving, waaronder:
   
   

7. Bomen (zoals esdoorn, eik, es en den).
   
8. Grassen .
   
9. Wijnstokken.
   
10. Algen in vijvers /beekjes.
    
    

    Vervolgens komen de primaire consumenten. In het gematigde bos zou dit herbivoren zoals herten, verschillende herbivore insecten, eekhoorns, eekhoorns, konijnen en meer omvatten. Deze organismen eten de primaire producenten en nemen hun energie op in hun eigen lichaam. Er gaat wat energie verloren als warmte en afval.
    

    Secundaire en tertiaire consumenten eten dan die andere organismen op. In een gematigd bos omvat dit dieren zoals wasberen, roofzuchtige insecten, vossen, coyotes, wolven, beren en roofvogels.
    

    Wanneer een van deze organismen sterft, breken ontbinders de lichamen van de dode organismen af en energie stroomt naar de ontbinders. In een gematigd bos zou dit wormen, schimmels en verschillende soorten bacteriën omvatten.
    

    Het piramidale "energiestroom" -concept kan ook met dit voorbeeld worden aangetoond. De meest beschikbare energie en biomassa bevindt zich op het laagste niveau van de voedsel /energiepiramide: de producenten in de vorm van bloeiende planten, grassen, struiken en meer. Het niveau met de minste energie /biomassa bevindt zich aan de top van de piramide /voedselketen in de vorm van consumenten op hoog niveau zoals beren en wolven.
    Voorbeeld Ecosysteem: Coral Reef
    

    Terwijl mariene ecosystemen als een koraalrif is heel anders dan terrestrische ecosystemen zoals gematigde bossen, je kunt zien hoe het concept van energiestroom precies op dezelfde manier werkt.
    

    Primaire producenten in een koraalrifomgeving zijn meestal microscopisch plankton, microscopisch plantachtig organismen gevonden in het koraal en vrij zwevend in het water rond het koraalrif. Vanaf daar verbruiken verschillende vissen, weekdieren en andere plantenetende wezens, zoals zee-egels die in het rif leven, deze producenten (meestal algen in dit ecosysteem) voor energie.
    

    Energie stroomt dan naar het volgende trofische niveau, dat in dit ecosysteem zouden grotere roofvissen zoals haaien en barracuda samen met de murene, snappervissen, roggen, inktvis en meer zijn.
    

    Er bestaan ook ontbinders in koraalriffen. Enkele voorbeelden zijn:
    
    

11. Zeekomkommers.
    
12. Bacteriesoorten.
    
13. Garnalen.
    
14. Broze zeester.
    
15. Verschillende krabben soort (bijvoorbeeld de decoratiekrab).
    
    

    Je kunt ook het concept van de piramide met dit ecosysteem zien. De meest beschikbare energie en biomassa bestaat op het eerste trofische niveau en het laagste niveau van de voedselpiramide: de producenten in de vorm van algen en koraalorganismen. Het niveau met de minste energie en geaccumuleerde biomassa staat bovenaan in de vorm van consumenten op hoog niveau zoals haaien.