Aliran Energi dalam Ekosistem

      Energi yang tersedia untuk sistem kehidupan berasal dari matahari. Tanaman yang mengandung klorofil energi cahaya menangkap dan menyimpannya dalam gula menggunakan proses yang disebut proses fotosintesis. Autotrof adalah organisme yang dapat membuat makanan sendiri. Setelah tanaman memiliki menyimpan energi ini, tersedia untuk digunakan oleh mereka, atau organisme lain dalam ekosistem. Pelepasan energi dari gula yang tersimpan disebut respirasi. Hal ini penting untuk diingat di sini bahwa tanaman menggunakan respirasi untuk tumbuh dan melakukan kegiatan kehidupan lainnya seperti halnya hewan lakukan.

Hewan tidak dapat membuat makanannya sendiri, jadi kita menyebut mereka heterotrof. Hewan harus makan tumbuhan, atau hewan lain untuk menggunakan energi yang tersimpan. Pencernaan memecah makanan ini menjadi glukosa, yang kemudian diubah menjadi ATP oleh salah satu siklus Kreb atau fermentasi anaerob. Proses ini bahkan tidak pernah mendekati 100% efisien, terutama pada hewan berdarah panas. Oleh karena itu, setiap kali binatang kecil yang dimakan oleh salah satu yang lebih besar, banyak energi yang tersimpan dalam tubuh mangsa yang terbuang sebagai energi panas serta tidak dikonversi ke ATP. Inilah sebabnya mengapa kita berharap untuk menemukan biomassa total yang lebih kecil dari predator puncak dari herbivora dalam rantai makanan. Hal ini juga jarang bahwa rantai makanan akan memiliki lebih dari 4 tingkat sebelum puncak tercapai, dan energi adalah dibebaskan oleh dekomposer yang bekerja pada tubuh predator puncak.

Jadi tidak pernah lupa, energi tidak pernah diciptakan atau dihancurkan. Juga, setiap kali itu ditransfer dari satu organisme ke organisme lain, transfer ini tidak pernah 100% efisien.

Organisme dapat baik sebagai produsen atau konsumen dalam hal aliran energi melalui ekosistem. Produsen mengubah energi dari lingkungan ke dalam ikatan karbon, seperti yang ditemukan dalam gula glukosa. Tanaman adalah contoh paling jelas dari produsen, tanaman mengambil energi dari sinar matahari dan menggunakannya untuk mengubah karbon dioksida menjadi glukosa (gula atau lainnya). Ganggang serta sianobakteri juga produsen fotosintesis, seperti tanaman. Produsen lainnya termasuk bakteri yang hidup di sekitar ventilasi laut dalam. Bakteri ini mengambil energi dari bahan kimia yang berasal dari interior bumi serta menggunakannya untuk membuat gula. Bakteri lain yang hidup di bawah tanah juga dapat menghasilkan gula dari sumber anorganik seperti. Kata lain bagi produsen adalah autotrof.

Tingkat trofik mengacu pada posisi organisme dalam rantai makanan. Autotrof adalah di dasar. Organisme yang memakan autotrof disebut herbivora atau konsumen primer. Suatu organisme yang memakan herbivora adalah karnivora serta konsumen sekunder. Sebuah karnivora yang memakan karnivora yang memakan herbivora adalah konsumen tersier, serta sebagainya. Penting untuk dicatat bahwa banyak hewan tidak mengkhususkan diri dalam makanan mereka. Omnivora (seperti manusia) makan hewan dan tumbuhan. Lebih lanjut, kecuali untuk beberapa spesialis, kebanyakan karnivora tidak membatasi diet mereka untuk organisme hanya satu tingkat trofik. Katak, misalnya, tidak membeda-bedakan antara serangga herbivora dan karnivora dalam makanan mereka. Jika itu adalah ukuran yang tepat, dan bergerak pada jarak yang tepat, kemungkinan katak akan memakannya.

Diagram di atas menunjukkan bagaimana energi dan nutrisi anorganik mengalir melalui ekosistem. Kita perlu mendefinisikan beberapa terminologi pertama. Energi “mengalir” melalui ekosistem dalam bentuk ikatan karbon-karbon. Ketika respirasi terjadi, ikatan karbon-karbon yang rusak dan karbon yang dikombinasikan dengan oksigen untuk membentuk karbon dioksida. Proses ini melepaskan energi, yang baik digunakan oleh organisme (untuk memindahkan otot, mencerna makanan, mengeluarkan limbah, berpikir, dll) atau energi mungkin akan hilang sebagai panas. Panah gelap mewakili gerakan energi ini. Perhatikan bahwa semua energi berasal dari matahari, serta bahwa nasib akhir dari semua energi dalam ekosistem yang akan hilang sebagai panas. Energi tidak didaur ulang!

Komponen lain yang diperlihatkan dalam diagram adalah nutrisi anorganik. Mereka anorganik karena mereka tidak mengandung ikatan karbon-karbon. Nutrisi anorganik meliputi fosfor dalam gigi, tulang, dan membran sel, nitrogen dalam asam amino Anda (bahan pembangun protein), dan zat besi dalam darah Anda (untuk nama hanya beberapa nutrisi anorganik).

Pergerakan nutrisi anorganik diwakili oleh panah terbuka. Perhatikan bahwa autotrof memperoleh nutrisi anorganik dari anorganik kolam gizi, yang biasanya merupakan tanah atau sekitar tanaman atau ganggang air. Nutrisi anorganik diwariskan dari organisme ke organisme sebagai salah satu organisme yang dikonsumsi oleh orang lain. Pada akhirnya, semua organisme mati dan menjadi detritus, makanan untuk pengurai. Pada tahap ini, yang terakhir dari energi yang diekstraksi (serta hilang sebagai panas) serta nutrisi anorganik dikembalikan ke tanah atau air yang akan diambil lagi. Nutrisi anorganik didaur ulang, energi tidak.

Banyak dari kita, ketika kita mendengar kata “nutrisi” segera memikirkan kalori dan ikatan karbon-karbon yang memegang energi kalori. Ini sangat penting bahwa Anda berhati-hati dalam penggunaan nutrisi kata dalam pengertian ini. Ketika menulis tentang aliran energi dan aliran nutrisi anorganik dalam suatu ekosistem, Anda harus jelas mengenai apa yang Anda maksud. Tidak dirubah oleh “anorganik” atau “organik”, kata “nutrisi” bisa membuat pembaca Anda tidak yakin apa yang Anda maksud. Ini adalah salah satu kasus di mana arti ilmiah dari sebuah kata sangat tergantung pada konteksnya. Contoh lain akan menjadi kata “respirasi”, yang untuk orang awam biasanya mengacu pada “bernapas”, tapi yang berarti “ekstraksi energi dari ikatan karbon-karbon pada tingkat sel” untuk kebanyakan ilmuwan (kecuali yang para ilmuwan mempelajari pernapasan, yang menggunakan respirasi dalam arti awam).

Untuk meringkas: Dalam aliran energi dan nutrisi anorganik melalui ekosistem, beberapa generalisasi dapat dibuat:

1.    Sumber utama energi (untuk sebagian besar ekosistem) adalah matahari

2.    Nasib akhir dari energi dalam ekosistem adalah untuk itu akan hilang sebagai panas.

3.    Energi dan nutrisi yang lulus dari organisme untuk organisme melalui rantai makanan sebagai salah satu organisme makan lain.

4.    Dekomposer menghilangkan energi terakhir dari sisa-sisa organisme.

5.    Nutrisi anorganik yang berputar, energi tidak.