Πώς χάνεται η ενέργεια από τους οργανισμούς με τη μορφή αποβλήτων;
1. Η ροή ενέργειας και ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής:
* Η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, μόνο μετασχηματισμένη. (Πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής)
* Κατά τη διάρκεια των μετασχηματισμών ενέργειας, κάποια ενέργεια δεν είναι διαθέσιμη για εργασία. (Δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής) Αυτό συχνά αναφέρεται ως "χαμένη" ενέργεια.
2. Προϊόντα αποβλήτων και απώλεια ενέργειας:
* Μεταβολισμός: Οι οργανισμοί συνεχώς διασπούν τα μόρια των τροφίμων (όπως οι υδατάνθρακες, οι πρωτεΐνες και τα λίπη) για να απελευθερώσουν ενέργεια για ανάπτυξη, κίνηση και άλλες διαδικασίες ζωής. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται μεταβολισμός.
* Αναποτελεσματικότητα: Όχι όλη η ενέργεια από τα μόρια των τροφίμων συλλαμβάνεται κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού. Ένα σημαντικό τμήμα απελευθερώνεται ως θερμότητα.
* απόβλητα: Η κατανομή των μορίων τροφίμων παράγει επίσης προϊόντα αποβλήτων. Αυτά περιλαμβάνουν:
* διοξείδιο του άνθρακα (CO2): Κυκλοφόρησε κατά τη διάρκεια της αναπνοής.
* νερό (H2O): Ένα υποπροϊόν διαφόρων μεταβολικών διεργασιών.
* Ανεξαρτημένα απόβλητα (ουρία, ουρικό οξύ, αμμωνία): Που παράγεται από τη διάσπαση των πρωτεϊνών.
* ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ: Ανεξάρτητα τρόφιμα και άλλα απόβλητα.
* Απώλεια ενέργειας στα απόβλητα: Η ενέργεια που περιέχεται σε αυτά τα απόβλητα είναι ουσιαστικά "χαμένη" στον οργανισμό επειδή:
* Δεν μπορούν να επαναπορράψουν και να χρησιμοποιηθούν.
* εκδιώκονται από το σώμα.
3. Ένα παράδειγμα:
Ας πούμε ότι ένα εργοστάσιο απορροφά την ενέργεια του ήλιου και το χρησιμοποιεί για να παράγει ζάχαρη. Όταν ένα ζώο τρώει αυτό το φυτό, διασπά τη ζάχαρη για να απελευθερώσει ενέργεια. Ωστόσο, δεν χρησιμοποιείται όλη η ενέργεια στη ζάχαρη από το ζώο. Μερικοί χάνουν ως θερμότητα κατά τη διάρκεια του μεταβολισμού, και μερικοί χάνονται με τη μορφή αποβλήτων όπως το διοξείδιο του άνθρακα και η ουρία.
4. Η ενέργεια ρέει μέσω των οικοσυστημάτων:
Ενώ οι οργανισμοί χάνουν την ενέργεια μέσω των αποβλήτων, αυτή η ενέργεια δεν χάνεται από το οικοσύστημα. Μεταφέρεται σε άλλους οργανισμούς ή στο περιβάλλον:
* αποσυμπίγματα: Τα βακτήρια και οι μύκητες διασπούν τα απόβλητα, απελευθερώνοντας θρεπτικά συστατικά και ενέργεια πίσω στο οικοσύστημα.
* Θερμότητα: Η θερμική ενέργεια που απελευθερώνεται από τους οργανισμούς τελικά διαλύεται στο περιβάλλον.
Συνοπτικά:
Η ενέργεια δεν είναι πραγματικά "χαμένη" με τη βιολογική έννοια, αλλά μάλλον μετατρέπεται σε μορφές λιγότερο χρησιμοποιήσιμες από τον οργανισμό. Τα απόβλητα αντιπροσωπεύουν απώλεια ενέργειας που δεν είναι άμεσα διαθέσιμη για τη χρήση του οργανισμού, αλλά εξακολουθεί να βρίσκεται εντός του οικοσυστήματος και μπορεί να χρησιμοποιηθεί από άλλους οργανισμούς ή ανακυκλωμένους.
