Bioenergética

TEMA 1: L’ENERGIA ALS ÉSSERS VIUS
Els sistemes vius són un conjunt de molècules autoorganitzades en l’espai que duen a terme reaccions autoregulades.
Actuen sobre el medi i s’autorepliquen, fent treball.
Segons el primer principi de la termodinàmica, per fer treball cal energia. Per desenvolupar treball, els sistemes vius transformen energia.
L’energia procedeix de:
- La radiaciósolar, que és aprofitada pels organismes fototròfics.

- Molècules complexes, combustible orgànic, aprofitades pels organismes quimiòtrofs.

L’energia solar és la peça clau. Els organismes fototròfics, mitjançant reaccions de fotosíntesi produeixen les molècules combustibles emprades per organismes quimiòtrofs i per ells mateixos.
Aquesta energia s’inverteix en:
- Treball de biosíntesi(autorreplicació).

- Treball de transport (adquisició de molècules combustibles de l’exterior en contra del potencial químic).

- Treball mecànic

A l’hora de considerar la interacció entre organismes hem d’observar els ecosistemes (conjunt d’organismes que competeixen un espai coetàniament).
El conjunt d’ecosistemes és la biosfera.
La classificació dels sistemes vius des delpunt de vista ecològic es basa en criteris energètics. Distingim:
- Productors de molècules combustibles: s’autoalimenten (autòtrofs).

- Consumidors de molècules combustibles: s’alimenten d’altres organismes (heteròtrofs).

Generalment els autòtrofs són fotolitotròfics: font d’energia = Sol + font de C = CO2
Generalment els heteròtrofs són quimioorganòtrofs: font d’energia =molècules combustibles + font de C = composts orgànics.
Segons facin servir o no O2 distingim organismes aerobis i anaerobis.
El flux de matèria dins la biosfera:
El balanç net entre les entrades i sortides de matèria a la biosfera és gairebé cero (només són matisables les reaccions nuclears que disminueixen la massa total)(la matèria viva es recicla.
Flux de C i O:
CO2 + H2O ( autòtrofs (Molècules orgàniques + O2 ( heteròtrofs ( CO2 + H2O
És un cicle molt refinat: l’atmosfera conté un 0’03 % de CO2, en volum (i un 0’05 % en massa).
El flux del N:
Nitrats ( planta ( aa ( animals (( bacteris fixadors de N2 atmosfèric)( urea/amoni ( bacteris nitrificants (nitrit ( bacteris nitrificants (( bacteris fixadors de N2 atmosfèric)( Nitrats
El flux del N en l’atmosfera i la biosfera es cíclic.La matèria a la biosfera és ciclada molt eficientment.
Flux d’energia a la biosfera:
Sol: envia radiació ( organismes fotosintètics ( consumidors herbívors ( consumidors carnívors ( descomponedors ---------pool de nutrients-----> autòtrofs: reben només amtèria del pool del nutrients, que no allotgen energia química, el flux no és cíclic.
A cada nivell, es produeix energia dissipada en formade calor que no és aprofitable pel nivell següent de sistemes vius.
El flux d’energia no és cíclic.
La ciclació és trencada per la dissipació de calor en cada nivell tròfic, manifestant el segon principi de la termodinàmica.
El flux d’energia no és cíclic, el flux de matèria sí.
A la biosfera hi arriba energia, però matèria no.
|Energia solar que arriba a la terra|6 ·10^24 J/any |
|(mesurat a fora de l’atmosfera) | |
|Reflexió atmosfèrica |2 ·10^24 J/any |
|Formació de núvols |1’2·10^24 J/any |
|Rebuda a la biosfera |3 ·10^24 J/any |
|Fixada per fotosintètics |3 ·10^21 J/any = 0’1 % d’energia rebuda |
|Fixació terrestre |50%...