Science >> Wetenschap >  >> Energie

Hoe stroomt de energie door levende systemen?

Energietroom door levende systemen is een fundamenteel principe van biologie, geregeerd door de wetten van de thermodynamica. Hier is een uitsplitsing:

1. De bron:zonlicht

* producenten: De primaire energiebron voor de meeste levende systemen is zonlicht. Planten, algen en sommige bacteriën (fotoautotrofen) vangen zonlichtergie vast door fotosynthese, om het om te zetten in chemische energie die is opgeslagen in de bindingen van organische moleculen zoals glucose.

2. De overdracht:eten en ademhaling

* Consumenten: Dieren en andere heterotrofe organismen verkrijgen energie door producenten (herbivoren) of andere consumenten (carnivoren en omnivoren) te consumeren.

* Cellulaire ademhaling: Alle levende organismen, inclusief producenten, breken organische moleculen (glucose) af door cellulaire ademhaling, waardoor de opgeslagen chemische energie wordt vrijgeeft en omgezet in een bruikbare vorm genaamd ATP (adenosine trifosfaat).

3. The Flow:Food Chains and Food Webs

* trofische niveaus: Energie stroomt op een lineaire manier door ecosystemen en gaat van het ene trofisch niveau naar het volgende. Trofische niveaus zijn voedingsniveaus in een ecosysteem (bijvoorbeeld producenten, primaire consumenten, secundaire consumenten).

* energieverlies: Bij elke overdracht gaat een aanzienlijk deel van de energie verloren als warmte, meestal ongeveer 90%. Dit is de reden waarom voedselketens een beperkt aantal niveaus hebben.

4. De cyclus:ontleding en voedingscyclus

* Decomposers: Decomposers zoals bacteriën en schimmels breken dode organismen en afvalproducten af, waardoor voedingsstoffen naar het ecosysteem worden teruggebracht.

* Nutrient Cycling: Het ontledingsproces brengt voedingsstoffen (koolstof, stikstof, fosfor, enz.) Vertoont terug in het milieu, waardoor ze beschikbaar zijn voor producenten om opnieuw te gebruiken.

Key Concepts:

* Eerste wet van thermodynamica: Energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd, alleen van de ene vorm naar de andere worden getransformeerd.

* Tweede wet van thermodynamica: Elke energieoverdracht of transformatie verhoogt de entropie (stoornis) van het universum. Dit betekent dat sommige energie altijd verloren gaat als warmte tijdens energietransfers.

* Energy Pyramid: Illustreert de energiestroom door trofische niveaus. De basis van de piramide vertegenwoordigt producenten en elk niveau hierboven vertegenwoordigt een consument. De piramide wordt op elk niveau smaller en weerspiegelt energieverlies.

Voorbeelden:

* Een plant absorbeert zonlicht en gebruikt deze om suiker te maken.

* Een hert eet de plant en verkrijgt energie van de suiker.

* Een wolf eet het hert en wint energie uit de weefsels van de herten.

* Wanneer de wolf sterft, vormen bacteriën zijn lichaam en brengen voedingsstoffen terug in de grond.

Samenvattend:

Energie stroomt door levende systemen in eenrichtingsrichting, beginnend met zonlicht en bewegen door producenten, consumenten en ontleders. Bij elke energieoverdracht gaat wat energie verloren als warmte. Deze stroom is essentieel voor het handhaven van het leven op aarde.