MATERIA I ENERGIA W EKOSYSTEMIE

MATERIA I ENERGIA W EKOSYSTEMIE

MATERIA KRĄŻY W EKOSYSTEMIE

Rośliny wiążą świat materii nieożywionej ze światem materii żywej. Z prostych substancji nieorganicznych tworzą materię organiczną, która buduje ich ciała. W postaci pokarmu wędruje ona wzdłuż łańcucha pokarmowego i dociera ostatecznie do destruentów. Tu następuje kolejny ważny etap krążenia materii: bakterie i grzyby przeprowadzają rozkład substancji organicznych do prostych związków mineralnych, które ponownie mogą zostać przyswojone przez producentów. Materia w ekosystemie nie ginie i nie rozprasza się, zmienia jedynie postać. Naturalne ekosystemy są samowystarczalne. Dzięki stałemu krążeniu materia jest nieustannie przetwarzana i ponownie wykorzystywana. Nie powstają tu żadne substancje zbędne, a substancje nie muszą być dostarczane z zewnątrz.

W ekosystemach sztucznych, np. na polach uprawnych, krążenie materii jest zaburzone. Człowiek zbiera i wywozi niemal cały plon. W przypadku pszenicy są to zarówno owoce (zboże), jak i łodygi (słoma). Taki ekosystem nie może funkcjonować bez dostarczania do gleby nawozów mineralnych.

Ogrodnicy sami produkują naturalny nawóz przyspieszając procesy zachodzące w przyrodzie. Gromadzą oni szczątki roślin w kompostownikach, gdzie układają je warstwami, dbając, by były dobrze przewietrzone i wilgotne. Obsypują je bardzo żyzną glebą, zawierającą duże ilości bakterii glebowych, albo zaszczepiają specjalnymi preparatami zawierającymi takie bakterie. Wytworzony nawóz może zostać rozsypany na glebę już w następnym roku.

Podstawą funkcjonowania przyrody jest energia światła słonecznego. Rośliny przekształcają w energię chemiczną zaledwie 1% energii światła, które dociera do ich powierzchni. Ten ułamek pobranej energii magazynowany jest w związkach organicznych i wystarcza na to, by producenci co roku produkowali łącznie 150 mld ton biomasy. Większość energii zmagazynowanej w związkach organicznych rośliny zużywają na swoje potrzeby życiowe, głównie oddychanie, syntezę potrzebnych związków organicznych, transport substancji. Żaden z procesów zachodzących w komórce nie przebiega ze 100% wydajnością, dlatego duża część tej energii rozprasza się w otoczeniu. W efekcie tylko ułamek energii świetlnej, którą rośliny zaabsorbowały podczas fotosyntezy pozostaje zmagazynowany w wiązaniach chemicznych związków organicznych budujących ciało roślin.

Zwierzęta roślinożerne nie zjadają roślin w całości, ponadto większość z nich nie potrafi strawić celulozy. Z tego powodu trafia do nich jedynie część energii zmagazynowanej w masie roślinnej. Zużywają tę energię do podtrzymania własnych czynności życiowych, czemu, podobnie jak w przypadku roślin, towarzyszy rozpraszanie energii. Zwierzęta roślinożerne rosną i rozmnażają się, stając się dla konsumentów II rzędu magazynem materii i energii. Konsumenci II rzędu wykorzystują około 10‑20% energii zgromadzonej przez roślinożerców. Na każdym poziomie troficznym energii jest coraz mniej, więc tworzące dany poziom organizmy mogą wyżywić coraz mniejszą liczbę konsumentów. To wyjaśnia, dlaczego większość łańcuchów w ekosystemach składa się zaledwie z 4 lub 5 ogniw.