Transferencias de Energía

¿Cómo utilizo la Fórmula de Transferencia de Energía?

Siempre se pierden grandes cantidades de energía entre cada nivel de la cadena alimentaria, llamados niveles tróficos. Esto se debe a la segunda ley de la termodinámica. Ésta establece que siempre que la energía se convierte de una forma a otra, se produce un aumento de la entropía (desorden) en el sistema. En el contexto de la cadena alimentaria, esto significa que se pierde una gran cantidad de energía en forma de calor cuando se consumen los organismos.

La eficiencia de la energía transferida entre dos niveles tróficos se denomina TLTE. Son las siglas de "eficacia de transferencia de nivel trófico" y se determina mediante la siguiente fórmula de transferencia de energía:

\[TLTE = \frac{\text{producción en el nivel trófico actual}}{\text{producción en el nivel trófico anterior}} \100]

Como ejemplo, si la energía de la hierba se establece en 5000 kcal, y la vaca que come la hierba recibe 400 kcal durante la transferencia de energía, el cálculo sería el siguiente

\[\frac{400 \space Kcal}{5000 \space Kcal} = 8\% \space TLTE\].

Otra ecuación que debes conocer es la eficiencia de producción neta (EPN). La eficiencia de producción neta se utiliza para calcular la eficacia con la que los organismos de un nivel trófico convierten la energía que consumen en biomasa. La fórmula de la EPN es

\[NPE = \frac{text{productividad neta del consumidor}}{text{asimilación}} \cdot 100\]

La productividad neta de producción, o NPP, se refiere a la cantidad de energía disponible para los organismos del siguiente nivel trófico. La asimilación se refiere a la biomasa del nivel trófico actual después de que se pierda algo de energía debido a la ingestión incompleta de alimentos, los desechos y la respiración. Puedes leer más sobre esto en el flujo de energía en los ecosistemas.

¿Cómo se muestra la transferencia de energía en un diagrama?

Puedes representar los distintos tipos de transferencia de energía de diferentes maneras. Sin embargo, solemos utilizar el diagrama siguiente cuando hablamos de la transferencia de energía dentro de un ecosistema.

Fig. 1 - El flujo de energía en una cadena alimentaria

Este diagrama muestra el flujo de energía de una cadena alimentaria. Como verás, la energía disminuye con cada nivel trófico. La energía total acumulada por los productores primarios es de 41.620 kcal /m2/año.

Dado que todos los seres vivos utilizan energía para sus funciones biológicas, como la respiración, a menudo prestamos atención a la productividad primaria neta (PPN ) de un ecosistema.

En este diagrama, 26.374 de las 41.620 kcal/año se utilizaron para la respiración o se perdieron en forma de calor, dejando 15.235 kcal/año de energía para los consumidores primarios.

¿Cuáles son los distintos tipos de transferencia de energía?

La energía se adquiere y transfiere a través de un ecosistema de tres formas distintas: fotosíntesis, quimiosíntesis y consumo.

Tipos de transferencias de energía: Fotosíntesis

La realizan los fotoautótrofos, como las plantas, las algas y las bacterias fotosintéticas. La fotosíntesis permite a estos organismos actuar como fuente de energía de la mayoría de los ecosistemas del mundo. La fotosíntesis consiste en aprovechar la energía del sol y convertirla en energía química en forma de una molécula llamada ATP (trifosfato de adenosina). A continuación, el ATP se utiliza para alimentar la síntesis de una serie de biomoléculas, entre ellas la glucosa.

Tipos de transferencia de energía: Quimiosíntesis

La realizan los quimioautótrofos, que suelen ser bacterias que residen en ecosistemas aislados de la luz solar, como cuevas oscuras o respiraderos hidrotermales en el fondo del océano. Los quimioautótrofos utilizan compuestos químicos, como el sulfuro de hidrógeno, como fuente de energía. Esto les permite alimentar las reacciones que crean biomoléculas complejas, incluida la glucosa. Esto crea energía para el resto del ecosistema.

Un ejemplo de transferencia de energía mediante quimiosíntesis sería el proceso por el que las bacterias especializadas de los respiraderos hidrotermales utilizan el sulfuro de hidrógeno como fuente de energía.

Tipos de transferencia de energía: Consumo

El consumo lo realizan los heterótrofos, que funcionan como consumidores en la cadena alimentaria. Los heterótrofos obtienen energía en forma de carbono orgánico. Para ello, los heterótrofos consumen autótrofos u otros heterótrofos. Después descomponen este carbono orgánico, que suelen consumir en forma de compuestos complejos, en compuestos más pequeños y sencillos. Esto libera energía, ya que están oxidando carbono e hidrógeno y transformándolos en dióxido de carbono y agua. Esto se consigue mediante un proceso llamado respiración. Estudiando la respiración, aprenderás más sobre las distintas etapas de la respiración, como la glucólisis y el ciclo de Krebs.