Proticanje energije u ekosistemu
Tok energije u biosferi (ekosistemu)
Poznato je da se život odvija uz permanentnu razmenu materije koja kao što smo videli ima zatvoreni karakter kruženja. Neprekidnost protoka i transformacije energije u živim sistemima je osnovni preduslov života.Sposobnost organizma da veže ,deponuje,iskoristi,transformiše i oslobađa energiju -osnova je celog života,pri čemu je razmena energije visokoregulatoran proces u vremenu i prostoru.Poznato je da čitav život zavisi od fotosinteze zelenih autotrofnih biljaka,pri čemu se sunčeva energija transformiše u hemijsku energiju.Prema tome čitav život okrenut je prema radijacionoj energiji sunca koja omogućuje fotohemijske reakcije u fotosintezi.Inače Sunce je jedan ogromni nuklearni reaktor koji procesima fisije oslobađa oko 5 milijardi kilograma mase konvertovane u energiju svake sekunde.Od količine sunčeve energije koja dospeva na zemlju svega se 3% koristi u procesima fotosinteze.Iz vidljivog dela spektra biljke koriste samo crveni i plavi deo spektra.
Biloški sistemi zavise od toka energije koji teče kroz žive sisteme i nazad u spoljnu sredinu u obliku toplote.Za razliku od materije koja kruži energija teče ,pri čemu se ta energija u biološkim sistemima transformiše od viših ka nižoj vrsti energije,tj. ka toplotnoj energiji koja izlazi iz sistema.
Živi sistemi se pokoravaju drugom zakonu termodinamike i to da sistemi bez priliva energije gube sposobnost obavljanja rada.Kontinuitet rada obezbeđuje se stalnim uvođenjem nove energije u obliku hemijske,koju organizam pretvara u koristan rad,pri čemu se ta energija na kraju pretvara u toplotu,koja se oslobađa(entalpija).
Kada jedan sistem radi,količina slobodne energije se smanjuje,i takav sistem ukoliko mu se ne obezbedi uvođenje nove energije spolja ,ne samo da prestaje da radi nego ima tendenciju da se dezorganizuje.
Kao što je već rečeno ,za normalno funkcionisanje biološkog sistema neophodno je permanentno uvođenje energije.Solarnu energiju biljke fotosintetski fiksiraju i transformišu u hemijsku energiju organskih supstrata putem procesda fotosinteze i to predstavlja prvi stupanj kretanja energije u ekosistemu.Sledeći stupanj predstavljaju herbivorikoji kao hranu koriste biljke . Herbivorima se hrane karnivorne životinje. Primarni karnivori služe kao izvor hrane sekundarnim karnivorima,pa se tako u lancima ishrane uspostavljaju odnosi plen-predator. Ovi stupnjevi su označeni trofičkim stupnjevima i karike su u takozvanom lancu ishrane u kome su osnovni producenti biljke i veći broj konzumenaza na raznim stupnjevima lanaca ishrane. Karike u lancima ishrane u ekosistemimasu tako ustrojene da grade piramidu brojeva, masa i energije.
Pored pomenutog u ekosistemima postoji i drugi tip lanca ishrane u kome polazna osnova nisu biljke nego neživi organski materijal,odakle crpe energiju čitav niz mikroorganizama razlagača pa se zato oavaj lanac naziva detritusnim ili degradacionim lancem.Kada je reč o piramidi brojeva onda treba istaći da se masa,odnosno količina energije progresivno smanjuje sa svakim trofičkim stupnjem. Tako je opšta masa biljaka kao proizvođača daleko veća od mase biljojeda,kao što je masa biljojeda veća od mase mesojeda i dr. Efikasnost korišćenja hrane svakog višeg trofičkog stupnja je 10% od početne energetske vrednosti(zakon 10%).
Za sunčevu energiju su vezana dva biohemijsko-fiziološka procesa- fotosinteza i disanje. Tokom fotosinteze energija se deponuje u organskim supstratima (hemijska),koja se kataboličkim mehanizmima (respiracija) koristi za održavanje vitalnih funkcija u organizmu i ekosistemu.
