Flusso di energia nell'ecosistema
L'energia muove la vita. Il ciclo di energia si basa sul flusso di energia attraverso diversi livelli trofici in un ecosistema. Il nostro ecosistema è mantenuto dal ciclo di energia e nutrienti ottenuti da diverse fonti esterne. Al primo livello trofico, i produttori primari utilizzano l'energia solare per produrre materiale organico attraverso la fotosintesi.
Gli erbivori al secondo livello trofico, usano le piante come cibo che dà loro energia. Gran parte di questa energia viene utilizzata per le funzioni metaboliche di questi animali come respirare, digerire il cibo, sostenere la crescita dei tessuti, mantenere la circolazione sanguigna e la temperatura corporea.
I carnivori al livello trofico successivo si nutrono degli erbivori e traggono energia per il loro sostentamento e crescita. Se sono presenti grandi predatori, rappresentano un livello trofico ancora più alto e si nutrono di carnivori per ottenere energia. Pertanto, le diverse piante e specie animali sono collegate tra loro attraverso catene alimentari.
Decompositori che includono batteri, funghi, muffe, vermi e insetti abbattono i rifiuti e gli organismi morti e restituiscono i nutrienti al terreno, che viene quindi assorbito dai produttori. L'energia non viene riciclata durante la decomposizione, ma viene rilasciata.
Cicli biogeochimici
Tutti gli elementi della terra vengono riciclati più e più volte. Gli elementi principali come ossigeno, carbonio, azoto, fosforo e zolfo sono ingredienti essenziali che compongono gli organismi.
I cicli biogeochimici si riferiscono al flusso di tali elementi e composti chimici tra gli organismi e l'ambiente fisico. Le sostanze chimiche assorbite dagli organismi passano attraverso la catena alimentare e ritornano nel suolo, nell'aria e nell'acqua attraverso meccanismi come la respirazione, l'escrezione e la decomposizione.
Quando un elemento si muove attraverso questo ciclo, spesso forma composti con altri elementi come risultato di processi metabolici nei tessuti viventi e di reazioni naturali nell'atmosfera, idrosfera o litosfera.
Tale scambio ciclico di materiale tra gli organismi viventi e il loro ambiente non vivente è chiamato ciclo biogeochimico.
Di seguito sono riportati alcuni importanti cicli biogeochimici:
- Ciclo del carbonio
- Ciclo dell'azoto
- Ciclo dell'acqua
- Ciclo dell'ossigeno
- Ciclo del fosforo
- Ciclo dello zolfo
Ciclo del carbonio
Il carbonio entra nel mondo vivente sotto forma di anidride carbonica attraverso il processo di fotosintesi come carboidrati. Questi composti organici (cibo) vengono poi passati dai produttori ai consumatori (erbivori e carnivori). Questo carbonio viene infine restituito al mezzo circostante dal processo di respirazione o decomposizione di piante e animali da parte dei decompositori. Il carbonio viene anche riciclato durante la combustione di combustibili fossili.
Ciclo dell'azoto
L'azoto è presente nell'atmosfera in forma elementare e come tale non può essere utilizzato dagli organismi viventi. Questa forma elementare di azoto viene convertita in uno stato combinato con elementi come H, C, O da alcuni batteri, in modo che possa essere prontamente utilizzata dalle piante.
L'azoto viene continuamente espulso nell'aria dall'azione di microrganismi come i batteri denitrificanti e infine restituito al ciclo attraverso l'azione di schiarimento ed elettrificazione.
Ciclo dell'acqua
L'evaporazione dell'acqua dall'oceano, dai fiumi, dai laghi e dalle piante traspiranti porta l'acqua nell'atmosfera sotto forma di vapori. Questa acqua vaporizzata successivamente si raffredda e si condensa per formare nuvole e acqua. Questo vapore acqueo raffreddato alla fine ritorna sulla terra come pioggia e neve, completando il ciclo.
