DROGI PRZEPŁYWU ENERGII I MATERII W EKOSYSTEMACH
Ekosystem (geobiocenoza) jest to zespół organizmów żywych tworzących biocenozę oraz wszystkie elementy środowiska nieożywionego, w którym organizmy te bytują.
Każdy ekosystem składa się z:
1. Substancji nieożywionej:
– woda,
– tlen,
– sole mineralne,
– związki organiczne,
2. Producentów:
– organizmy zdolne czerpać pokarm i budować swe ciało ze związków nieorganicznych, jak na przykład rośliny zielone,
3. Konsumentów:
– konsumenci pierwotni (roślinożercy),
– konsumenci wtórni (mięsożercy),
– konsumenci końcowi (większe drapieżniki i człowiek).
4. Reducentów:
– organizmy rozkładające energię organiczną i powodujący jej ponowną mineralizację.
W każdym ekosystemie istnieje określony rodzaj łańcucha pokarmowego. Ogólna zasada ekosystemu sprowadza się do tego, że jeden organizm stanowi źródło pożywienia dla drugiego, ten zaś – dla następnego. Struktura każdego ekosystemu, bez względu na jego rodzaj czy wielkość, jest zasadniczo taka sama. Główna masa producentów koncentruje się zawsze na najwyższym piętrze ekosystemu, z góry bowiem dociera światło. Stropem w ekosystemie leśnym jest drzewo mogące wyżywić wiele konsumentów pierwotnych. W zbiorniku wodnym – różne drobne glony.
Podstawą funkcjonowanie ekosystemu jest materia organiczna wytwarzana w procesie fotosyntezy przez organizmy fotosyntetyzujące. Rośliny przyswajające dwutlenek węgla w procesie fotosyntezy, zmieniają energię świetlną na chemiczną. Energia chemiczna zużywana jest do budowy z prostych związków chemicznych złożonego materiału organicznego roślin i zwierząt. Kiedy z kolei w procesie trawienia zwierzęta rozkładają ten materiał na substancje prostsze, wyzwala się energia, dzięki której utrzymują one ciepłotę ciała i mogą się poruszać.
Brak lub osłabienie któregokolwiek z głównych ogniw w łańcuchu życia upośledza funkcjonowanie ekosystemu. Powstają wtedy ekosystemy niepełne, niesamowystarczalne a sposób zamknięcia obiegu dostarczania energii odbywa się w sposób heterotroficzny. Przykładem może być jaskinia, gdzie brak światła uniemożliwia występowanie roślin. Życie wtedy opiera się na materii pochodzącej z kału nietoperzy, szczątków obumarłych zwierząt czy z nanosu przyniesionego przez wodę.
Zachwianie równowagi jest też zauważalne na północy, gdzie niska temperatura hamuje produkcję energii przez typowe środowisko roślinne. Innym środowiskiem może być pustynia, gdzie o destabilizacji typowych struktur ekosystemu decyduje wysoka temperatura powodująca susze.
Każdy ekosystem naturalny stanowi układ otwarty. Funkcjonowanie ekosystemu jest możliwe tylko wtedy, gdy dociera do niego energia świetlna. Oczywistym jest, że nie wszystka docierająca energia zostaje w organizmach. Większa jej część pozostaje bezpowrotnie utracona, ponieważ w przemianach energetycznych powstaje ciepło wypromieniowane do otoczenia:
Energia przepływa przez ekosystem jednokierunkowym strumieniem.
Natomiast energia słoneczna, jako podstawowe źródło energii, w swym jednokierunkowym przepływie jest podstawą do istnienia wszystkich ekosystemów.
Biorąc pod uwagę różnorodność ekosystemów, łatwo można zauważyć, że w niektórych grupach przepływu energii między producentem a konsumentem występuje bardziej złożony łańcuch pokarmowy. Bywa wtedy tak, że ogniw w łańcuchu pokarmowym jest więcej (drobne zwierzęta mięsożerne są zjadane przez większe drapieżniki). Poszczególne łańcuchy pokarmowe nie istnieją jednak oddzielnie, lecz łączą się ze sobą poprzez swoje ogniwa, tworząc sieci pokarmowe. Jest to możliwe dzięki temu, że większość roślin i zwierząt stanowi ogniwa rozmaitych łańcuchów pokarmowych.
