La cita del dia


“En els moments de crisi, només la imaginació és més important que el coneixement”
Albert Einstein

dimecres, 6 de febrer de 2013

Transformacions energètiques a la natura.


Per analitzar aquestes transformacions energètiques estudiarem en primer lloc la quantitat d’energia incident per unitat de superfície de l’ecosistema i l’eficiència en la que aquesta energia és transformada pels organismes en altres formes. La impressió general energètica d’un ecosistema pot estimarse fent un estudi de l’eficiència en la que els autòtrofs converteixen l’energia solar en energia química, i l’eficiència en la que aquesta és utilitzada per tots els heteròtrofs d’aquest ecosistema.

Pensem doncs, que l’energia solar que arriba a l’atmosfera de la Terra és de 15,3 x 108 cal/m2/any. La major part de ella és reflectida i absorbida per l’atmosfera, o s’empra per a l’evaporació de l’aigua. La quantitat mitjana d’energia radiant per unitat de superfície i unitat de temps disponible per a les plantes varia segons la localització geogràfica de l’ecosistema, però la xifra es de l’ordre de 3,0 x 108 cal/m2/any. Així i tot, del 95 al 99% d’aquesta energia és immediatament perduda per les plantes en forma de calor sensible i calor d’evaporació. La resta entre 1 al 5 per cent s’empra en la fotosíntesi i és transforma en energia química dels teixits vegetals.

La síntesi de substàncies vegetals pels autòtrofs s’anomena producció primària i la quantitat total d'energia química emmagatzemada per ells per unitat de superfície i de temps, s’anomena productivitat primària bruta o producció primària bruta. Tanmateix, la producció primària bruta no representa l’aliment potencialment disponible per als heteròtrofs.

En la síntesi de la matèria orgànica els autòtrofs tenen que desenvolupar un treball, i l’energia necessària s’obté de la degradació (oxidació) de substàncies orgàniques en el procés de respiració. La producció primària bruta menys la respiració representa l’aliment potencialment disponible per als heteròtrofs, i com ja sabem s’anomena producció primària neta.



Segons Golley, a la natura, la producció primària neta oscil·la entre el 80 i 90% de la producció primària bruta. La transformació d’energia solar en energia química per les plantes s’ajusta a les lleis de la termodinàmica:


                                                           EA = EQC + ECR
EA =    Energia solar assimilada per les plantes
EQC = Energia química de creixement de les plantes (s’inclouen llavors, exudats, etc)
ECR = Energia calorífica de la respiració



En general la matèria orgànica vegetal no s’acumula d’any en any i probablement existeix un equilibri dinàmic entre la producció primària neta de les plantes i la quantitat d’aliment assimilat pels heteròtrofs.. En particular, els heteròtrofs no assimilen tot l’aliment que consumeixen. En els herbívors al voltant del 90% de l’aliment ingerit pot no ser assimilat i es expulsat a l’exterior de l’organisme en forma de femta. En els carnívors al voltant del 75% de l’aliment ingerit pot ser assimilat (Phillipsom), encara que són més normals aprofitaments del 30 i el 50%. Així doncs, d’acord amb les lleis de la termodinàmica, podem enunciar per a un heteròtrof:


                                                        EQI = EQA + EQF

EQI = Energia química ingerida per un heteròtrof
EQA = Energia química assimilada
EQF = Energia química de la femta produïda 

                                                         EQA = EQC + ECR



EQA = Energia química assimilada per heteròtrof
EQC = Energia química de creixement de l’heteròtrof, (incloent reproducció i productes d’excreció)
ECR =  Energia calorífica de la respiració

L’emmagatzemament d’energia en els teixits d’heteròtrofs s’anomena producció secundària, en contrast amb la primària del autòtrofs.

Els excrements i els teixits corporals dels heteròtrofs serveixen eventualment com a material alimentari per a altres heteròtrofs.

En cada transmissió d’energia s’allibera calor







Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada