كيف تحصل الكائنات الحية على الطاقة؟ الطاقة هي مصدر الأنشطة التي يقوم بها كائن حي في أي بيئة يوجد فيها في مختلف النظم البيئية التي تعتبر الموطن الأصلي للكائنات الحية. تحتاج الأشياء إلى طاقة حركية مثل النباتات التي تظل ثابتة في مكانها وما إذا كانت الطاقة المطلوبة حركية أم غير حركية فهي مهمة لبقاء الكائن الحي وتحتاج إلى مصدر دائم للحصول عليها وفي مقالتنا اليوم سنتعرف على المزيد كيف تحصل الكائنات على الطاقة بعد التعرف على مفهوم الطاقة ومصادرها الأساسية بالإضافة إلى ذكر كل ما يتعلق بهذا الموضوع.
النظام البيئي
يُعرَّف النظام البيئي بأنه نظام تعيش فيه الكائنات الحية معًا بطريقة تستجيب لتلك البيئة وتتأثر بها ، وهذا المفهوم شامل وغير محدود. ويتكون النظام البيئي من عوامل حيوية مثل الحيوانات والنباتات والبكتيريا ، أو عوامل غير حيوية مثل البيئة الفيزيائية والكيميائية التي تعيش فيها هذه الكائنات ، ولكي يكون لها نظام بيئي ، يجب أن تحتوي على هذه العوامل بالإضافة إلى مختلف مصادر الطاقة للتحرك وإنتاج الغذاء والقيام بجميع الأنشطة الحيوية الأخرى.
مفهوم الطاقة
تُعرَّف الطاقة في الكائنات الحية بأنها عملية معقدة يحتاج كل جسم قادر على الحركة والنشاط إلى تحويلها إلى أشكال مختلفة ، مثل الطاقة الحركية ، التي تُستخدم في مواقف مختلفة لا حصر لها. تتطلب كل مهمة تؤديها الكائنات الحية الطاقة ، حيث يلزم العمل الجاد والتمارين الرياضية. إنه مظهر خارجي للطاقة. على سبيل المثال ، يستخدم البشر الكثير من الطاقة أثناء التفكير وحتى أثناء النوم ، وهذا شكل داخلي من أشكال الطاقة. يمكن القول أنه إذا كانت الطاقة غير موجودة ، فهذا يعني أن الكائنات الحية غير موجودة.
كيف تحصل الكائنات الحية على الطاقة؟
تحصل الكائنات الحية على الطاقة من خلال عملية التمثيل الغذائي ، وهي مجموعة من التفاعلات الكيميائية التي تطلق الطاقة للعمليات الخلوية. تحتاج جميع الكائنات الحية إلى طاقة لتنمو وتتكاثر وتحافظ على هياكلها وتستجيب لبيئات مختلفة. في الممارسة العملية ، تستهلك الحيوانات الطعام لتجديد الطاقة ، ويؤدي التمثيل الغذائي إلى تكسير الكربوهيدرات. والدهون والبروتينات والأحماض النووية التي توفر الطاقة الكيميائية لهذه العمليات ، وبشكل عام تعتمد الكائنات الحية على بعضها البعض في الغذاء ، حيث تقوم النباتات التي تشكل قاعدة الهرم الغذائي بعملية التمثيل الضوئي للحصول على الغذاء ، وأنفسهم هم بداية السلسلة الغذائية لجميع الكائنات الحية الأخرى.
التمثيل الغذائي
يُطلق على التمثيل الغذائي في الكائنات الحية أيضًا عملية التمثيل الغذائي وهي العملية التي تسمح للكائنات الحية بتحويل الطاقة الكيميائية المخزنة في الجزيئات إلى طاقة يمكن استخدامها في العمليات الخلوية. بشكل عام ، تحصل الكائنات الحية على الطاقة في عدة أشكال من التمثيل الغذائي ، مثل التنفس الخلوي ، والتنفس الهوائي ، والتنفس اللاهوائي.
تدفق الطاقة والتنفس الخلوي
عندما تنكسر الروابط الكيميائية المخزنة في الجلوكوز بعد عملية التمثيل الضوئي ، تطلق الخلايا الطاقة المخزنة وتنتج ATP. تسمى العملية التي يتم بها تكسير الجلوكوز لتشكيل ATP التنفس الخلوي. يقوم التنفس الخلوي والتمثيل الغذائي بتخزين وإطلاق الطاقة في الكائنات الحية وإعادة تدوير الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض ، وهذا ما يسمى تدفق الطاقة إلى الكائنات الحية.
الأكسدة والتنفس الهوائي
يُعرَّف التنفس الهوائي بأنه عملية تحويل الطاقة الكيميائية الحيوية في العناصر الغذائية إلى ATP في وجود الأكسجين ، لأن العناصر الغذائية التي تتفكك عن طريق التنفس الخلوي تفقد الإلكترونات أثناء هذه العملية ويقال إنها تتأكسد ، ويتم تنفيذ هذه العملية باستخدام مساعدة الأكسجين. يساعد في التحكم في أكسدة المغذيات ، والتي تحدث غالبًا داخل الميتوكوندريا في حقيقيات النوى ، بينما يحدث التنفس في سيتوبلازم بدائيات النوى.
الأكسدة والتنفس اللاهوائي
إنه يشبه التنفس الهوائي ، ولكن مع اختلاف طفيف أنه لا يستخدم الأكسجين في عملية تحويل الطاقة ، حيث أن العديد من بدائيات النوى وعدد قليل من حقيقيات النوى تستخدم جزيءًا غير عضوي للتحكم في أكسدة العناصر الغذائية في عملية التنفس اللاهوائي. وتشمل متقبلات الإلكترون للتنفس اللاهوائي النترات والكبريتات وثاني أكسيد الكربون والعديد من أيونات المعادن.
كيف تحصل الكائنات الحية على الطعام؟
تحصل الكائنات الحية على الغذاء بطريقتين رئيسيتين. جميع الكائنات الحية إما ذاتية التغذية ، مما يجعل طعامها ، أو غيرية التغذية ، وتعتمد على الآخرين في الغذاء. وفقًا لذلك ، يتم تقسيم الكائنات الحية إلى الأنواع التالية:
- المنتجون: هم الذين يصنعون الطعام من مواد غير عضوية ، مثل النباتات التي تستخدم ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الغذاء والطاقة التي يحتاجون إليها.
- المستهلكون والمنتجون: هم مجموعة من الكائنات الحية غير قادرة على صنع طعامها ، وبالتالي يجب أن تأكل النباتات والحيوانات الأخرى لإنتاج الطاقة ، وهذا يشمل جميع الحيوانات.
- المُحلِّلات: مجموعة كبيرة من البكتيريا أو الحيوانات التي تتغذى على النباتات والحيوانات الميتة ، وبقايا الطعام أو القصاصات ، وحتى براز الحيوانات الأخرى.
ماذا تعني السلسلة الغذائية والهرم الغذائي للكائنات الحية
السلسلة الغذائية هي العامل الحاسم لتوزيع الطاقة الموجودة في الوقود الحيوي للكائنات الحية التي يمثلها الغذاء. ويبدأ الهرم الغذائي بالكائنات المنتجة للغذاء ، والتي توفر الغذاء لجميع الكائنات الحية الأخرى. ونقطة انطلاق الهرم الغذائي هي النباتات التي تمثل قاعدة الهرم ، وكل الكائنات الحية تعتمد عليها في الغذاء. ومنهم الرجل الذي يمثل قمة الهرم الغذائي ، والسلسلة الغذائية تظهر حسب الهرم الغذائي على النحو التالي:
- تستخدم النباتات الطاقة من الشمس لتكوين مادة عضوية.
- تؤكل النباتات من قبل المستهلكين الأساسيين مثل الحيوانات التي تأكل النباتات.
- المستهلكون الأساسيون يستهلكون من قبل المستهلكين الثانويين مثل الحيوانات الأخرى التي تأكل اللحوم.
- يمثل الإنسان قمة الهرم الغذائي في هذه السلسلة لأنه يأكل النباتات ولحوم الحيوانات.
المصدر الرئيسي للطاقة في الكائنات الحية
الشمس هي المصدر الرئيسي للطاقة للكائنات الحية والنظم البيئية التي هي جزء منها ، لأن إنتاج الكائنات الحية مثل النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء يأخذ الطاقة من ضوء الشمس لإنتاج مادة عضوية من ثاني أكسيد الكربون والماء ، وهذا يمثل بداية تدفق الطاقة عبر جميع سلاسل الغذاء ، وبالتالي أيضًا نقل الطاقة هذا من كائن حي إلى كائن حي آخر.
انتاج الطاقة من الشمس
تعتمد النباتات على التمثيل الضوئي لإنتاج الطاقة من الشمس ، وهو تفاعل ماص للحرارة. يتم امتصاص الضوء المطلوب بواسطة أصباغ خضراء تسمى الكلوروفيل ، وهي وفيرة في الأوراق. في هذه العملية ، تنتج النباتات الجلوكوز من جزيئات غير عضوية بسيطة مثل ثاني أكسيد الكربون والماء باستخدام ضوء الشمس.
استخدام الطاقة من الشمس
تستخدم النباتات الطاقة من الشمس لتزويد خلاياها بالطاقة من خلال جزيء ATP ، والذي يحمل خلايا الطاقة المستخدمة لتنفيذ معظم العمليات الخلوية كمصدر للطاقة ، ويتم تصنيع ATP خلال النصف الأول من عملية التمثيل الضوئي ثم يتم استخدامه للحصول على الطاقة خلال النصف الثاني نصف التمثيل الضوئي. عندما يتم تصنيع الجلوكوز.
ما مقدار الطاقة التي تستخدمها الكائنات الحية؟
يتم استهلاك الطاقة التي كانت تشع في الأصل من الشمس ، ولكن هذه الطاقة تتبدد أيضًا مع كل خطوة. تستهلك الحيوانات ما يصل إلى 90٪ من طاقتها في الطعام الذي تتناوله خلال أنشطتها العادية. وهذا يترك 10٪ فقط من الطاقة الأصلية متاحة للمستهلك التالي ، وبالتالي تنخفض كفاءة السلسلة الغذائية. كلما صعدت أعلى الهرم الغذائي ، وهذا ما يجعل الكائنات الحية تلجأ إلى تنويع مصادرها الغذائية للحصول على أكبر قدر من الطاقة ، أو الاعتماد على الكائنات المنتجة للطاقة مثل النباتات ، أو تناول كميات كبيرة من الطعام لتخزين أكبر كمية. من الطاقة في أجسامهم على شكل دهون.
بهذا القدر من المعلومات نصل إلى نهاية مقالنا بعنوان كيف تحصل الكائنات الحية على الطاقة ، والذي من خلاله تعرفنا على مفهوم النظم البيئية والطاقة ، وكيف يتم الحصول عليها ، ومصدرها الرئيسي وكمية الطاقة التي يحتاجها الإنسان. يحتاج الكائن الحي ، بالإضافة إلى كل شيء ، إلى ما يهتم به القارئ حول هذا الموضوع.