Como se dá o fluxo de matéria e energia?

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Os ecossistemas são sistemas abertos caracterizados pelas entradas e saídas de energia. Este fluxo de energia é fundamental para o funcionamento e manutenção dos ecossistemas e é expresso como a quantidade de energia que flui entre os organismos de uma comunidade biológica. A principal fonte de energia é proveniente do sol. Os organismos fotossintetizantes, como as plantas e algas, transformam esta energia solar em energia química, utilizando-a na síntese de matéria orgânica através do processo de fotossíntese. Estes organismos são denominados autotróficos (produzem seu próprio alimento). Algumas bactérias autotróficas realizam a quimiossíntese, processo no qual ocorre produção de matéria orgânica sem utilização de energia luminosa.

Parte desta energia fixada como energia química na matéria orgânica pelos autotróficos (organismos produtores dos ecossistemas) é liberada para o meio na forma de calor através do processo de respiração celular. A energia que não é eliminada fica armazenada nestes organismos, levando ao aumento de sua biomassa. Os animais não conseguem sintetizar matéria orgânica, por isso são denominados heterotróficos e obtêm seu alimento por meio do consumo de outros organismos. Assim, quando se alimentam dos vegetais (produtores) estão ingerindo a energia química armazenada nos compostos orgânicos e são chamados de consumidores primários (herbívoros).

O fluxo de energia parte dos organismos produtores (parte inferior da pirâmide) para os consumidores (níveis superiores). Quanto maior o nível em que se encontra o ser vivo, menos energia está disponível. Ilustração: alinabel / Shutterstock.com

Os consumidores primários também liberam energia na forma de calor e estocam a outra parte. Outros animais, chamados de consumidores secundários, alimentam-se dos consumidores primários e assim recebem a energia armazenada. Os consumidores secundários servirão de alimento para os consumidores terciários e assim por diante. Esta passagem de energia por organismos que consomem e são consumidos é denominada cadeia alimentar e cada posição ocupada pelos organismos ao longo desta cadeia recebe o nome de nível trófico.

Assim, os produtores, que formam a bases das cadeias alimentares, ocupam o 1º nível trófico, os consumidores primários ocupam o 2º nível, os consumidores secundários o 3º nível e assim sucessivamente. O nível trófico que uma espécie ocupa diz respeito a sua função em determinada cadeia, por isso a mesma espécie pode ocupar diferentes níveis tróficos dependendo da cadeia considerada.

Os organismos decompositores são responsáveis pela decomposição da matéria orgânica, liberando sais minerais e outros elementos no meio para serem utilizados novamente. Ocupam o último nível da transferência de energia e podem atuar em qualquer nível da cadeia alimentar, pois decompõem a matéria orgânica dos organismos produtores e consumidores mortos, podendo receber a energia de todos os níveis tróficos. Por isso muitas vezes os decompositores não são representados nas cadeias alimentares ou são representados em um nível paralelo aos demais níveis. É importante destacar que na representação de uma cadeia alimentar a direção da seta sempre aponta para o nível trófico que recebe a energia.

A quantidade de energia que flui em uma cadeia alimentar diminui à medida que passa de um nível trófico para outro. Isso acontece porque os organismos de cada nível trófico utilizam parte da energia assimilada em suas atividades metabólicas, com consequente liberação de energia na forma de calor. Deste modo, a energia disponível para os consumidores primários é sempre maior do que a disponível para os consumidores secundários e assim por diante. O fluxo de energia é unidirecional, pois a energia disponível para um determinado nível trófico não retorna ao nível trófico anterior.

Define-se como produtividade primária bruta (PPB) o total de biomassa produzida pelos produtores a partir da assimilação de energia solar em uma determinada área e período de tempo. Como parte desta energia é utilizada pelos organismos, a outra parte é a que fica disponível para os consumidores primários, denominada produtividade primária liquida (PPL). Portanto, a PPL corresponde à PPB menos o que foi gasto na respiração dos produtores.

Referências:

Begon, M.; Townsend, C. R.; Harper, J. L. Ecologia: de indivíduos a ecossistemas. Porto Alegre: Artmed, 2007. 740p.

Texto originalmente publicado em https://www.infoescola.com/ecologia/fluxo-de-energia-nos-ecossistemas/