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生態系という言葉は、特定の環境地域のすべての生物種と非生物要素を指します。たとえば、湖、沼地、サンゴ礁、森林、または草原はそれぞれ生態系と見なされます。生態系のサイズと個々の特性は大きく異なる可能性があります。たとえば、水たまりの生態系はツンドラの帯の生態系と大きく異なります。
これらの格差にもかかわらず、すべての生態系は、エネルギーサイクルを通じてエネルギーが流入、流出、流出する方法で同様に機能します。
全体の構造
エネルギーは、複雑な相互作用の網を介して生態系に出入りします。エネルギーは外部ソースからエコシステムに入り、そのコンポーネント全体に移動します。たとえば、太陽からのエネルギーは植物、微生物、動物を流れます。生態系のエネルギーサイクルは分解で終わり、プロセスが新たに始まります。
本質的に、生態系を通るエネルギーの流れは、誰が何を食べるかによって説明できます。ただし、エネルギー伝達は完全に効率的ではないことに注意してください。その多くは、サイクルのさまざまな段階で熱として放散されます。
独立栄養生物の役割
独立栄養生物は生態系の生産者です。 「独立栄養」という言葉は、自家栄養を意味します。独立栄養生物は、主に植物、藻類、およびいくつかの細菌で構成されています。多くの場合、これは光合成のプロセスを介して発生し、生産者は太陽光からの光エネルギーを水と二酸化炭素とともに炭水化物に変換します。炭水化物は他の分子と結合して、植物の基本的な構造材料を形成します。
ただし、独立栄養生物がエネルギーを変換する唯一の方法は光合成ではありません。一部の独立栄養生物は、太陽エネルギーの代わりに化学エネルギーまたは熱エネルギーを使用して炭水化物を生成します。
従属栄養生物の役割
「従属栄養生物」という用語は、生態系の消費種を指します。従属栄養生物は、そのエネルギー源（つまり、食べるもの）に応じてさまざまなタイプに分類できます。消費者は、植物、動物、菌類、バクテリア、またはさまざまな生物を独占的に食べることができます。
植物からのみエネルギーを得る動物は草食動物または一次消費者として知られ、主に他の動物を食べることによってエネルギーを得る動物は肉食動物または二次/三次消費者と呼ばれます。植物と動物の両方からエネルギーを得る動物は雑食動物と呼ばれます。
それらはすべて廃棄物を生成し、最終的に死ぬため、エネルギーはその種類に関係なく従属栄養生物を流れます。
分解プロセス
生態系のエネルギーサイクルは終了し、分解プロセスで新たに始まります。特定のバクテリア、虫、昆虫、菌類、さらにはカビさえも分解剤として機能します。それらは主に廃棄物または独立栄養生物および従属栄養生物の残骸である有機物質を無機物質に変換し、最終的に独立栄養生物が使用します。
しかし、物質はエネルギーとは異なります。仕事をする過程で、分解器は熱エネルギーを生成します。これが堆肥の山が暖かい理由です。エコシステムを循環するすべてのエネルギーは、この方法でそれを残します。
エネルギーサイクルの例：森林生態系
森林生態系を見て、このサイクルを説明する例を見てみましょう。
木、草、および他の植物などの一次生産者（独立栄養生物）は、光合成を使用して太陽エネルギーを化学エネルギー、すなわちグルコースに変換します。
彼らが光合成によって生み出したこのエネルギーは、それらの植物を食べる一次消費者（従属栄養生物）に伝達されます。森林では、これはシカ、ネズミ、昆虫、リス、シマリスなどになります。そこから、二次および三次消費者はそれらの一次消費者を食べ、自分のエネルギーを自分自身に取り込みます。森林では、キツネ、小鳥、猛禽類、オオカミ、クマなどが含まれます。
これらの生物のいずれかが死ぬと、分解者はそれらを分解し、そのエネルギーを自分自身で使用します。森林では、これには菌類、バクテリア、特定の昆虫などが含まれます。
このサイクルの各ステップで、熱によっていくらかのエネルギーが失われます。このサイクルは、生産者と太陽エネルギーを化学エネルギーに変換することから始まります。