Contente
- Definição de fluxo de energia e níveis tróficos
- Termos a saber para o fluxo de energia nos ecossistemas
- Processo de fluxo de energia
- O fluxo de energia não é 100% eficiente
- Como o fluxo de energia afeta as pirâmides de alimentos e energia
- Como a energia flui em um ecossistema
- Exemplo de ecossistema: floresta temperada
- Exemplo de ecossistema: recife de coral
A ecossistema é definido como uma comunidade de vários organismos interagindo entre si e com o meio ambiente em uma área específica. É responsável por todas as interações e relacionamentos entre os dois biótico (vivendo) e abiótico fatores (não vivos).
Energia é o que leva o ecossistema a prosperar. E enquanto tudo matéria é conservada em um ecossistema, energia fluxos através de um ecossistema, o que significa que não é conservado. A energia entra em todos os ecossistemas como luz solar e é gradualmente perdida como calor de volta ao meio ambiente.
No entanto, antes que a energia flua para fora do ecossistema como calor, ela flui entre organismos em um processo chamado fluxo de energia. É esse fluxo de energia que vem do sol e depois passa de organismo para organismo que é a base de todas as interações e relacionamentos dentro de um ecossistema.
Definição de fluxo de energia e níveis tróficos
A definição de fluxo de energia é a transferência de energia do sol e para cada nível subseqüente da cadeia alimentar em um ambiente.
Cada nível de fluxo de energia na cadeia alimentar de um ecossistema é designado por um nível trófico, que se refere à posição que um determinado organismo ou grupo de organismos ocupa na cadeia alimentar. O início da cadeia, que estaria no fundo da pirâmide de energia, é o primeiro nível trófico. O primeiro nível trófico inclui produtores e autótrofos que convertem energia solar em energia química utilizável via fotossíntese.
O próximo nível na cadeia alimentar / pirâmide de energia seria considerado o segundo nível trófico, que geralmente é ocupado por um tipo de consumidor primário, como um herbívoro que come plantas ou algas. Cada passo subsequente na cadeia alimentar é equivalente a um novo nível trófico.
Termos a saber para o fluxo de energia nos ecossistemas
Além dos níveis tróficos, existem mais alguns termos que você precisa conhecer para entender o fluxo de energia.
Biomassa: A biomassa é material orgânico ou matéria orgânica. A biomassa é o material orgânico físico no qual a energia é armazenada, como a massa que compõe plantas e animais.
Produtividade: Produtividade é a taxa na qual a energia é incorporada nos corpos dos organismos como biomassa. Você pode definir a produtividade para todos e quaisquer níveis tróficos. Por exemplo, primário produtividade é a produtividade dos produtores primários em um ecossistema.
Produtividade primária bruta (GPP): GPP é a taxa na qual a energia do sol é capturada nas moléculas de glicose. Mede essencialmente quanta energia química total é gerada pelos produtores primários em um ecossistema.
Produtividade primária líquida (NPP): A NPP também mede quanta energia química é gerada pelos produtores primários, mas também leva em consideração a energia perdida devido às necessidades metabólicas pelos próprios produtores. Portanto, a central nuclear é a taxa na qual a energia do sol é capturada e armazenada como matéria de biomassa, e é igual à quantidade de energia disponível para os outros organismos do ecossistema. NPP é sempre um valor menor que o GPP.
A NPP varia dependendo do ecossistema. Depende de variáveis como:
Processo de fluxo de energia
A energia entra nos ecossistemas como luz solar e é transformada em energia química utilizável por produtores como plantas terrestres, algas e bactérias fotossintéticas. Uma vez que essa energia entra no ecossistema via fotossíntese e é convertida em biomassa por esses produtores, a energia flui através da cadeia alimentar quando os organismos comem outros organismos.
Grama usa fotossíntese, besouro come grama, pássaro come besouro e assim por diante.
O fluxo de energia não é 100% eficiente
À medida que você sobe nos níveis tróficos e continua ao longo da cadeia alimentar, o fluxo de energia não é 100% eficiente. Apenas cerca de 10% da energia disponível a leva de um nível trófico para o próximo nível trófico ou de um organismo para o próximo. O restante dessa energia disponível (cerca de 90% dessa energia) é perdido como calor.
A produtividade líquida de cada nível diminui em um fator de 10 à medida que você sobe em cada nível trófico.
Por que essa transferência não é 100% eficiente? Existem três razões principais:
1. Nem todos os organismos de cada nível trófico são consumidos: Pense desta maneira: a produtividade primária líquida equivale a toda a energia disponível para os organismos em um ecossistema fornecido pelos produtores para os organismos em níveis tróficos mais altos. Para que todo esse fluxo de energia passe desse nível para o próximo, isso significa que todos esses produtores precisariam ser consumidos. Toda folha de grama, todo pedaço microscópico de alga, toda folha, toda flor e assim por diante. Isso não acontece, o que significa que parte dessa energia não flui desse nível para os níveis tróficos mais altos.
2. Nem toda a energia pode ser transferida de um nível para o seguinte: A segunda razão pela qual o fluxo de energia é ineficiente é porque alguma energia é incapaz de ser transferida e, portanto, é perdida. Por exemplo, os humanos não podem digerir celulose. Mesmo que a celulose contenha energia, as pessoas não podem digeri-la e obter energia dela, e são perdidas como "resíduos" (também conhecidas como fezes).
Isso é verdade para todos os organismos: existem certas células e pedaços de matéria que eles não podem digerir que serão excretados como resíduos / perdidos como calor. Assim, mesmo que a energia disponível que um pedaço de alimento tenha seja uma quantidade, é impossível para um organismo que o consiga obter todas as unidades de energia disponíveis dentro desse alimento. Parte dessa energia sempre será perdida.
3. O metabolismo usa energia: Por fim, os organismos consomem energia para processos metabólicos, como a respiração celular. Essa energia é consumida e não pode ser transferida para o próximo nível trófico.
Como o fluxo de energia afeta as pirâmides de alimentos e energia
O fluxo de energia pode ser descrito através das cadeias alimentares como a transferência de energia de um organismo para o próximo, começando pelos produtores e subindo a cadeia à medida que os organismos são consumidos um pelo outro. Outra maneira de exibir esse tipo de cadeia ou simplesmente exibir os níveis tróficos é através das pirâmides de alimentos / energia.
Como o fluxo de energia é ineficiente, o nível mais baixo da cadeia alimentar é quase sempre o maior em termos de energia e biomassa. É por isso que aparece na base da pirâmide; esse é o nível que é o maior. À medida que você sobe em cada nível trófico ou em cada nível da pirâmide alimentar, a energia e a biomassa diminuem, e é por isso que os níveis se estreitam em número e visualmente à medida que você sobe na pirâmide.
Pense da seguinte maneira: você perde 90% da quantidade de energia disponível à medida que avança em cada nível. Apenas 10% da energia flui, o que não pode suportar tantos organismos quanto o nível anterior. Isso resulta em menos energia e menos biomassa em cada nível.
Isso explica por que geralmente há um número maior de organismos na cadeia alimentar (como grama, insetos e peixes pequenos, por exemplo) e um número muito menor de organismos no topo da cadeia alimentar (como ursos, baleias e leões, por exemplo). exemplo).
Como a energia flui em um ecossistema
Aqui está uma cadeia geral de como a energia flui em um ecossistema:
Sem produtores, não haveria maneira de qualquer quantidade de energia entrar no ecossistema de uma forma utilizável. A energia deve entrar continuamente no ecossistema via luz solar e esses produtores primários; caso contrário, toda a cadeia / cadeia alimentar do ecossistema entraria em colapso e deixaria de existir.
Exemplo de ecossistema: floresta temperada
Ecossistemas florestais temperados são um ótimo exemplo para mostrar como o fluxo de energia funciona.
Tudo começa com a energia solar que entra no ecossistema. Essa luz solar mais dióxido de carbono será usada por vários produtores primários em um ambiente florestal, incluindo:
Em seguida, vêm os principais consumidores. Na floresta temperada, isso inclui herbívoros como veados, vários insetos herbívoros, esquilos, esquilos, coelhos e muito mais. Esses organismos comem os produtores primários e incorporam sua energia em seus próprios corpos. Alguma energia é perdida como calor e desperdício.
Consumidores secundários e terciários comem esses outros organismos. Em uma floresta temperada, isso inclui animais como guaxinins, insetos predadores, raposas, coiotes, lobos, ursos e aves de rapina.
Quando qualquer um desses organismos morre, os decompositores decompõem os corpos dos organismos mortos e a energia flui para os decompositores. Em uma floresta temperada, isso inclui vermes, fungos e vários tipos de bactérias.
O conceito piramidal de "fluxo de energia" também pode ser demonstrado com este exemplo. A energia e biomassa mais disponíveis estão no nível mais baixo da pirâmide de alimentos / energia: os produtores sob a forma de plantas com flores, gramíneas, arbustos e muito mais. O nível com o mínimo de energia / biomassa está no topo da pirâmide / cadeia alimentar na forma de consumidores de alto nível, como ursos e lobos.
Exemplo de ecossistema: recife de coral
Embora os ecossistemas marinhos como um recife de coral sejam muito diferentes dos ecossistemas terrestres como as florestas temperadas, você pode ver como o conceito de fluxo de energia funciona exatamente da mesma maneira.
Os produtores primários em um ambiente de recife de coral são principalmente plâncton microscópico, organismos microscópicos semelhantes a plantas encontrados no coral e flutuando livremente na água ao redor do recife de coral. A partir daí, vários peixes, moluscos e outras criaturas herbívoras, como ouriços do mar que vivem no recife, consomem esses produtores (principalmente algas neste ecossistema) em energia.
A energia então flui para o próximo nível trófico, que nesse ecossistema seria um peixe predador maior, como tubarões e barracudas, junto com a moreia, caranga, raias, lulas e muito mais.
Os decompositores também existem nos recifes de coral. Alguns exemplos incluem:
Você também pode ver o conceito da pirâmide com esse ecossistema. A energia e biomassa mais disponíveis existem no primeiro nível trófico e no nível mais baixo da pirâmide alimentar: os produtores na forma de algas e organismos de coral. O nível com menos energia e biomassa acumulada está no topo na forma de consumidores de alto nível, como tubarões.