Γιατί η ύλη ακολουθεί μια κυκλική οδό ενώ η ενέργεια ρέει με γραμμικό τρόπο τη βιόσφαιρα;

Η ύλη ακολουθεί μια κυκλική οδό στη βιόσφαιρα επειδή ανακυκλώνεται συνεχώς. Αυτή η διαδικασία ανακύκλωσης οδηγείται από την ενέργεια του ήλιου, η οποία τα φυτά χρησιμοποιούν για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε γλυκόζη και οξυγόνο. Η γλυκόζη στη συνέχεια χρησιμοποιείται από φυτά και άλλους οργανισμούς για ενέργεια και το οξυγόνο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα. Όταν τα φυτά και τα ζώα πεθαίνουν, τα ερείπια τους αποσυντίθενται από βακτήρια και μύκητες, τα οποία απελευθερώνουν θρεπτικά συστατικά πίσω στο έδαφος. Αυτά τα θρεπτικά συστατικά λαμβάνονται στη συνέχεια από τα φυτά και ο κύκλος αρχίζει και πάλι.

Αντίθετα, η ενέργεια ρέει με γραμμικό τρόπο στη βιόσφαιρα. Η ενέργεια του ήλιου εισέρχεται στη βιόσφαιρα ως φως και στη συνέχεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια από φυτά. Αυτή η χημική ενέργεια μεταφέρεται στη συνέχεια σε άλλους οργανισμούς μέσω της τροφικής αλυσίδας. Καθώς η ενέργεια μεταφέρεται από έναν οργανισμό σε άλλο, μερικά από αυτά χάνονται ως θερμότητα. Αυτό σημαίνει ότι η ποσότητα ενέργειας που διατίθεται στους οργανισμούς σε υψηλότερα τροφικά επίπεδα είναι πάντα μικρότερη από την ποσότητα ενέργειας που διατίθεται στους οργανισμούς σε χαμηλότερα τροφικά επίπεδα.

Η κυκλική οδός της ύλης και η γραμμική ροή ενέργειας είναι απαραίτητες για τη λειτουργία της βιόσφαιρας. Η κυκλική οδός της ύλης εξασφαλίζει ότι τα θρεπτικά συστατικά ανακυκλώνονται και επαναχρησιμοποιούνται, ενώ η γραμμική ροή ενέργειας εξασφαλίζει ότι η ενέργεια είναι συνεχώς διαθέσιμη σε οργανισμούς για ανάπτυξη και αναπαραγωγή. Χωρίς αυτές τις δύο διαδικασίες, η βιόσφαιρα δεν θα μπορούσε να διατηρήσει τη ζωή.