Requisitos de los sistemas vivos para la energía y la materia libres

Todos necesitamos energía

Lo crea o no, su existencia aquí en la Tierra depende casi por completo de una cosa: ¡el sol! Sí, necesitas beber agua y comer, pero esas cosas tampoco estarían aquí si el sol no estuviera brillando sobre nosotros. El sol envía fotones a la Tierra, que son pequeñas partículas de luz. Estos fotones son los que impulsan la fotosíntesis , el proceso de convertir la luz solar en energía química utilizable.

No es necesario ser vegetariano para apreciar la importancia de la fotosíntesis. Incluso si solo comiste carne (¡aunque realmente deberías escuchar a tu madre y comer tus verduras también!), Los animales que estás comiendo comieron plantas o comieron otros animales que comieron plantas. Así que sin plantas no habría energía para el resto de nosotros, pero sin luz solar, ¡no habría plantas!

La materia se intercambia

¿Puedes ver cómo todos los organismos vivos necesitan energía y materia libres para, bueno, vivir? No solo necesitamos energía y materia libres, sino que el mundo necesita que intercambiemos esto con nuestro medio ambiente de forma regular.

Las moléculas y átomos que existen actualmente en el medio ambiente eventualmente se usarán para hacer otros nuevos. Cuando un organismo vivo muere, su cuerpo se descompone en sus partes moleculares, y estas moléculas pueden alimentar a nuevas plantas y animales que recién comienzan a crecer.

Hay algunos actores importantes que la mayoría de los organismos necesitan para mantener la vida. El carbono es, con mucho, uno de los más importantes porque es la base de todo el material orgánico. Los carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos están hechos de carbono, ¡y los necesita todos para sobrevivir!

El nitrógeno también es importante y proviene de la atmósfera. De hecho, la mayor parte de la atmósfera de la Tierra está compuesta de nitrógeno, alrededor del 79%. El nitrógeno también es fundamental en la construcción de proteínas y ácidos nucleicos, los cuales forman su ADN.

El fósforo no solo es útil para hacer refrescos, sino que, lo que es más importante, es un nutriente vital para las plantas y los animales porque es un componente clave del ADN, ¡que es lo que te hace ‘tú’! El fósforo es uno de los minerales más abundantes en su cuerpo y es esencial para la división y el crecimiento celular.

Probablemente ya sepa que el agua es esencial para los organismos vivos. El agua es algo bastante sorprendente y tiene algunas propiedades únicas que permiten que exista vida en la Tierra. Su cuerpo está compuesto principalmente de agua, lo que ayuda a que su sangre fluya, sus células se dividan y sus órganos funcionen correctamente.

La energía se captura y se almacena

El ciclo de energía y materia a través del medio ambiente significa que no hay pérdida ni acumulación en la Tierra. Pero almacenamos temporalmente estas cosas en nuestros cuerpos y las usamos para impulsar procesos biológicos mientras estamos vivos.

Las plantas hacen esto a través de la fotosíntesis y, debido a que producen su propio alimento, se las llama autótrofas . Esto significa que son autoalimentadores, al igual que “piloto automático” significa “auto-conducción”. No podemos convertir la luz solar en energía utilizable por nosotros mismos y, por lo tanto, dependemos de otros organismos para que nos proporcionen alimento. Esto significa que somos heterótrofos u otros que se alimentan (‘hetero’ significa ‘otros’).

Hay una serie de procesos que ocurren en nuestros cuerpos para recolectar energía de la materia. Durante la respiración celular , recolectamos energía al descomponer los carbohidratos. Esto se hace a través de procesos como la glucólisis y el ciclo de Krebs, que eventualmente convierten esas moléculas de azúcar en energía llamada ATP . El ATP es una molécula esencial; sin él, los seres vivos dejan de vivir.

Los organismos utilizan la energía libre para muchas otras cosas, como el crecimiento y la reproducción. Por ejemplo, la temperatura y el metabolismo de su cuerpo dependen de que ingiera energía y materia libres. También se necesita mucha energía para producir y criar descendencia. Un buen ejemplo de esto son las aves, muchas de las cuales buscan comida y se la llevan a sus crías hasta que pueden volar y conseguir la suya.

¿Y la hibernación? Los animales como los osos y los murciélagos que pasan sus inviernos en tal estado necesitan almacenar energía para no morir de hambre durante estos períodos de hibernación. Comer solo lo suficiente para sobrevivir durante uno o dos días no será suficiente si no está planeando comer durante los próximos meses.

Cambios en la energía libre

Cuando cambia la cantidad de energía libre disponible, esto puede provocar cambios en todo, desde pequeños organismos hasta ecosistemas enteros.

A nivel individual, si no tiene suficiente energía libre, pasa hambre y finalmente se consume. Sin embargo, si ingieres demasiado (como en la cena de Acción de Gracias), lo almacenas y tu cuerpo crece. Cuando eres niño, tiendes a crecer hacia arriba, pero como adulto, bueno, ¡tendemos a crecer hacia afuera!

Los cambios en la energía libre también pueden tener efectos a mayor escala. Imagine que todos los productores de un ecosistema, que son las plantas que producen energía para otros organismos, se eliminan de repente. O que se reduce la cantidad de luz solar para que la fotosíntesis también disminuya. ¿Qué crees que pasaría con los organismos que dependen de esos productores para alimentarse? ¡Probablemente todos morirían ya que no hay producción de energía utilizable para ellos! Este ejemplo es un poco extremo, pero puede ver cómo los cambios en un solo nivel trófico pueden afectar drásticamente al resto.

Resumen de la lección

Todos los seres vivos requieren un aporte constante de energía y materia libres para sobrevivir. Esta energía finalmente proviene del sol en forma de fotones , y esta luz solar luego se convierte en energía utilizable por las plantas durante la fotosíntesis . Debido a que se alimentan por sí solas, las plantas se llaman autótrofas . O comemos plantas y absorbemos su energía y materia o comemos otros animales que se han comido las plantas. Esto nos convierte en heterótrofos u otros alimentadores. Cuando los organismos mueren, su materia orgánica se descompone y se utiliza nuevamente, y de esta manera, la energía y la materia se reciclan en la Tierra.

Mientras estamos vivos, capturamos y almacenamos temporalmente energía en nuestros cuerpos para impulsar los procesos celulares, el metabolismo, la reproducción y una amplia variedad de otras actividades. Sin embargo, los pequeños cambios pueden tener grandes efectos, tanto a nivel individual como a nivel del ecosistema. Ingerir demasiada energía conducirá a más almacenamiento y aumento de peso, mientras que comer muy poca hará que se marchite y muera. Los cambios en la disponibilidad de los productores afectan cada nivel trófico por encima de él, ya que todos necesitamos plantas para obtener energía, ya sea que las comamos directamente o no.

Los resultados del aprendizaje

Cuando termine esta lección, es posible que pueda:

• Comprender la necesidad y el uso de energía libre en los sistemas vivos.
• Reconocer cómo se utilizan el agua y la energía del sol en los seres vivos.
• Identificar las diversas formas en que las plantas proporcionan energía gratuita.
• Recuerde el almacenamiento de energía de los seres vivos para sobrevivir.