Entrada i trànsit d'energia

En un ecosistema la matèria circula en forma de cicle tancat. La matèria d’una planta passa a formar part d’un herbívor quan aquest en menja la planta. Si l’herbívor és caçat per un carnívor, la seva matèria formarà part d’aquest carnívor. Quan qualsevol organisme mor els seus cossos són transformats en matèria inorgànica (sals minerals) pels descomponedors. Aquestes sals minerals seran reaprofitades per les plantes i d’aquesta manera el cicle començarà de nou. La matèria disponible sempre és la mateixa al llarg del cicle i per tant no és il·limitada com passa amb l’energia. Per això s’ha de reutilitzar.

Per poder realitzar les funcions vitals (nutrició, relació i reproducció) els éssers vius necessiten energia.
Però què és l’energia? És la capacitat d’un cos per produir canvis sobre ell mateix o sobre un altre cos.

La font d’energia que utilitzen gairebé tots els ecosistemes és el Sol. Si la Terra és un planeta viu és gràcies a l’energia inesgotable que proporciona el Sol.

L’energia lluminosa del Sol és captada per les plantes que la utilitzen per fer la fotosíntesi. En aquest procés, les plantes fabriquen glucosa, un compost orgànic, a partir de substàncies inorgàniques, l’aigua i el diòxid de carboni, que no tenen energia.

Durant aquesta reacció, l’energia lluminosa es transforma en energia química, ja que la glucosa és una molècula que emmagatzema energia en els enllaços que uneixen els seus àtoms.

Els organismes autòtrofs són, per tant, la porta d’entrada de tota l’energia que fa funcionar els ecosistemes. Tot això els situa en la base de l’alimentació de la resta d’éssers vius.

Els organismes heteròtrofs obtenen mitjançant l’aliment l’energia que acumulen les plantes i les algues. Això ho fan mitjançant un procés anomenat respiració. Amb la respiració, els organismes “cremen” la matèria orgànica per obtenir l’energia química que conté.

Aquesta energia química, és gastada tant en els animals com en les plantes, per fabricar parts del cos, relacionar-se amb l’entorn, mantenir-se viu, mantenir la temperatura, reproduir-se, etc.

Una part d’aquesta energia química que és gastada es transforma en calor i escapa del cos. Aquesta calor també és una forma d’energia, l’energia calorífica. Aquesta energia calorífica no pot tornar a ser aprofitada per cap organisme viu.

En una cadena tròfica o alimentària hi ha pèrdues d’energia (en forma de calor) cada vegada que hi ha una transferència d’energia d’un nivell a un altre, per la qual cosa, al final de la cadena, s’ha dissipat gairebé tota l’energia que havien captat els fotosintetitzadors inicialment. De fet es calcula que només entre un 10% i un 20%, o fins i tot menys, de l’energia d’un determinat nivell tròfic passa al nivell tròfic superior.

Per això es diu que l’energia circula en forma de flux obert, seguint un camí lineal: arriba als ecosistemes a través de l’energia lluminosa que es transforma en química i després va passant d’uns animals a uns altres per mitjà de l’alimentació. Finalment es perd en forma de calor.

Per això el manteniment dels ecosistemes, i de la vida en general, requereix una aportació contínua d’energia. Així doncs, l’energia flueix unidireccionalment a través del sistema, el qual es pot considerar con un sistema obert que necessita l’aportació constant d’energia per al seu funcionament.

Tot això fa que la quantitat total de matèria i energia que hi ha en un determinat nivell tròfic sigui molt menor que la que s’acumula en el nivell tròfic següent. En cada baula o nivell tròfic d’una cadena alimentària, s’origina una pèrdua de matèria (en residus) i energia  (per produir calor i treball), les quals, per tant, van disminuint al llarg d’aquesta cadena.

Piràmide tròfica