كيف تحصل الكائنات الحية على الطاقة؟ الطاقة هي مصدر الأنشطة التي يقوم بها الكائن الحي في أي بيئة يوجد فيها في النظم البيئية المختلفة التي تعتبر الموطن الأصلي للكائنات الحية وبشكل عام تختلف أشكال الطاقة التي يحتاجها الكائن الحي مثل الحركية الطاقة التي تساعده على الحركة ومع ذلك لا تحتاج جميع الكائنات الحية إلى الطاقة الحركية مثل النباتات التي تظل ثابتة في مكانها وما إذا كانت الطاقة المطلوبة حركية أو غير حركية مهمة لبقاء الكائن الحي وتحتاج إلى مصادر دائمة للحصول عليها ، وفي مقالتنا اليوم عبر موقعنا سنتعرف على كيفية حصول الكائنات على الطاقة ، ثم نتعرف على مفهوم الطاقة ومصادرها الأساسية بالإضافة إلى ذكر كل ما يتعلق بهذا الموضوع.
النظام البيئي
يُعرَّف النظام البيئي بأنه النظام الذي تعيش فيه الكائنات الحية معًا بحيث تستجيب لهذه البيئة وتتأثر بها ، وهذا المصطلح شامل وغير محدود ، وقد يشمل النظم البيئية الكبيرة مثل الصحراء والمحيطات ، و قد يشمل أنظمة صغيرة مثل الأشجار أو بركة صغيرة أو أي مكان يتضمن موطن الكائن الحي ، ويتكون النظام البيئي من العوامل الحيوية مثل الحيوانات والنباتات والبكتيريا أو العوامل غير الحيوية مثل العوامل الفيزيائية و البيئة الكيميائية التي تعيش فيها هذه الكائنات ، ولكي يكون لدينا نظام بيئي يجب أن تحتوي على هذه العوامل بالإضافة إلى مصادر الطاقة المختلفة حتى تتمكن من التحرك وصنع الغذاء والقيام بجميع الأنشطة الأخرى الحيوية.
طرق الحصول على الطاقة في بدائيات غير ذاتية التغذية
مفهوم الطاقة
تُعرَّف الطاقة في الكائنات الحية بأنها العملية المعقدة التي يحتاجها أي جسم قادر على الحركة والنشاط بحيث يمكن تحويلها إلى أشكال مختلفة مثل الطاقة الحركية التي تُستخدم في مواقف مختلفة لا حصر لها ، فكل مهمة تقوم بها الكائنات الحية تتطلب طاقة. مطلوب لأداء عمل شاق وممارسة. وهذا مظهر خارجي للطاقة ، على سبيل المثال يستخدم الإنسان كمية كبيرة من الطاقة أثناء التفكير وحتى أثناء النوم وهذا شكل داخلي من أشكال الطاقة وبشكل عام يمكن القول أنه إذا لا توجد طاقة فهذا يعني عدم وجود كائنات حية.
كيف تحصل المخلوقات 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 الطاقة لتنمو وتتكاثر وتحافظ على هياكلها وتستجيب لبيئاتها المختلفة. عمليًا ، تستهلك الحيوانات الغذاء لتجديد الطاقة واستقلابها يكسر الكربوهيدرات.والدهون والبروتينات والأحماض النووية لتوفير الطاقة الكيميائية لهذه العمليات ، وبشكل عام تعتمد الكائنات الحية على بعضها البعض في الغذاء حيث تحمل النباتات التي تشكل قاعدة الهرم الغذائي خارج عملية التمثيل الضوئي للحصول على الغذاء وهي نفسها بداية السلسلة الغذائية لجميع الكائنات الحية الأخرى.
التمثيل الغذائي
تسمى عملية 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 ، وبشكل عام ، تستخرج الكائنات الحية الطاقة في عدة أشكال من عملية التمثيل الغذائي ، مثل التنفس الخلوي والتنفس الهوائي واللاهوائي.
تدفق الطاقة والتنفس الخلوي
عندما تنكسر الروابط الكيميائية المخزنة في الجلوكوز بعد عملية التمثيل الضوئي ، تطلق الخلايا الطاقة المخزنة وتصنع ATP والعملية التي يتم فيها تكسير الجلوكوز وتصنيع ATP تسمى التنفس الخلوي ، وتعمل عمليات التنفس الخلوي والتمثيل الغذائي لتخزين الطاقة وإطلاقها في الكائنات الحية وتعمل أيضًا على إعادة 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 ، حيث تفقد العناصر الغذائية التي تتحلل من خلال التنفس الخلوي الإلكترونات خلال هذه العملية ويقال إنها تتأكسد ، وتتم هذه العملية باستخدام الأكسجين. للمساعدة في دفع أكسدة العناصر الغذائية التي تحدث في الغالب داخل الميتوكوندريا في حقيقيات النوى بينما يحدث التنفس داخل سيتوبلازم بدائيات النوى.
الأكسدة والتنفس اللاهوائي
يشبه التنفس الهوائي ولكن مع اختلاف طفيف في أنه لا يستخدم الأكسجين في عملية تحويل الطاقة ، حيث يستخدم العديد من بدائيات النوى وعدد قليل من حقيقيات النوى كجزيء غير عضوي لدفع 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 غذائها
تحصل الكائنات الحية على طعامها بطريقتين رئيسيتين ، جميع الكائنات الحية إما ذاتية التغذية ، أو تصنع طعامها ، أو غيرية التغذية ، اعتمادًا على الآخرين للحصول على الغذاء ، ويتم تصنيف الكائنات الحية وفقًا لذلك إلى الأنواع التالية:
- الأشياء المنتجة: أولئك الذين يصنعون الطعام من مواد غير عضوية مثل النباتات التي تستخدم ضوء الشمس والماء وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الغذاء والطاقة اللازمين.
- استهلاك وإنتاج الأشياء: هم مجموعة من الكائنات الحية غير القادرة على صنع طعامها ، وبالتالي يجب أن تأكل النباتات والحيوانات الأخرى لإنتاج الطاقة وهذا يشمل جميع الحيوانات.
- تحلل المادة الميتة: وهي مجموعة واسعة تشمل البكتيريا أو الحيوانات التي تتغذى على النباتات والحيوانات الميتة ، والفتات أو بقايا الطعام وحتى فضلات الحيوانات الأخرى.
ما المقصود بالسلسلة الغذائية والهرم الغذائي للكائنات الحية
السلسلة الغذائية هي العامل الحاسم في توزيع الطاقة الموجودة في الوقود الحيوي للكائنات الحية التي يمثلها الغذاء ، ويبدأ الهرم الغذائي بالكائنات الحية التي تنتج الغذاء ، والتي توفر الغذاء لجميع الكائنات الحية الأخرى ، والبدء النقطة في الهرم الغذائي هي النباتات التي تمثل قاعدة الهرم وكل الكائنات الحية تعتمد عليها في الغذاء بما في ذلك الإنسان الذي يمثل رأس الهرم الغذائي ، ويتم تمثيل السلسلة الغذائية 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.
- يتم أكل المستهلكين الأساسيين من قبل مستهلكين ثانويين مثل الحيوانات آكلة اللحوم الأخرى.
- يمثل البشر قمة الهرم الغذائي في هذه السلسلة حيث يأكلون النباتات واللحوم من الحيوانات.
المصدر الرئيسي للطاقة في المخلوقات الحية
تمثل الشمس المصدر الرئيسي للطاقة للكائنات الحية والنظم البيئية التي تشكل جزءًا منها ، حيث تستمد الكائنات المنتجة مثل النباتات والطحالب والبكتيريا الزرقاء الطاقة من أشعة الشمس لإنتاج المواد العضوية من ثاني أكسيد الكربون والماء ، و هذا هو ما يؤسس بداية تدفق الطاقة عبر جميع سلاسل الغذاء ، الطاقة من كائن حي إلى كائن حي آخر.
إنتاج الطاقة من الشمس
تعتمد النباتات على التمثيل الضوئي لإنتاج الطاقة من الشمس ، وهو تفاعل ماص للحرارة ويتم امتصاص الضوء المطلوب بواسطة الصبغات الخضراء التي تسمى الكلوروفيل المتوافرة بكثرة في الأوراق ، وفي هذه العملية تنتج النباتات الجلوكوز من جزيئات غير عضوية بسيطة مثل ثاني أكسيد الكربون و الماء بمساعدة ضوء الشمس.
استخدام الطاقة من الشمس
تستخدم النباتات الطاقة من الشمس لتغذية الخلايا من خلال الجزيء الحامل للطاقة ATP الذي تستخدمه الخلايا لتشغيل معظم العمليات الخلوية كمصدر للطاقة ، ويتم تصنيع ATP خلال النصف الأول من عملية التمثيل الضوئي ثم يتم استخدامه في الحصول على الطاقة خلال النصف الثاني من عملية التمثيل الضوئي عندما يصنع الجلوكوز.
ما هو شكل الطاقة في الغذاء؟
ما مقدار الطاقة التي تستهلكها المخلوقات الحية
يتم استهلاك الطاقة المنبعثة في الأصل من الشمس ، ولكن يتم أيضًا تبديد هذه الطاقة مع كل خطوة تستهلك الحيوانات ما يصل إلى 90٪ من الطاقة الموجودة في الأطعمة التي تتناولها في أنشطتها العادية ، وهذا يترك 10٪ فقط من الطاقة الأصلية متاحة. للمستهلك التالي ، لذلك تنخفض كفاءة السلسلة الغذائية مع تقدمك في الهرم الغذائي ، وهذا ما يجعل الكائنات الحية تلجأ إلى تنويع مصادر الغذاء للحصول على أكبر قدر من الطاقة أو أنها تعتمد على الكائنات المنتجة للطاقة مثل النباتات أو تناول كميات كبيرة كميات من الطعام لتخزين أكبر قدر من الطاقة على شكل دهون داخل الجسم.
وبهذا القدر من المعلومات نصل إلى نهاية مقالنا الذي كان بعنوان كيف تحصل الكائنات الحية على الطاقة؟ من خلالها تعلمنا عن مفهوم النظم البيئية والطاقة وكيف يتم الحصول عليها ومصدرها الرئيسي وكمية الطاقة التي يحتاجها الكائن الحي بالإضافة إلى كل ما يحتاج القراء لمعرفته حول هذا الموضوع.