Desde el punto de vista de la termodinámica, la energía se define como la capacidad para hacer un trabajo; este puede ser físico, mecánico, biológico o ecológico; las formas como la energía puede manifestarse, entre otras.
Para que un ecosistema pueda mantener sus funcione, es
indispensable la energía solar. En el Sol constantemente están ocurriendo
reacciones de fusión de hidrógenos que traen como consecuencia la formación de
helio y la liberación de grandes cantidades de energía en forma de radiaciones
H+
+ H+ →
He + Energía
Una mínima cantidad de la energía generada es enviada
hacia la Tierra y, aproximadamente, la mitad de la energía solar que logra
traspasar la atmósfera y llaga a la superficie del planeta, es utilizada por
los vegetales para llevar a cabo la fotosíntesis: esto es el ingreso energético
a los ecosistemas.
El proceso biológico de la fotosíntesis es el mecanismo
por el cual los organismos autótrofos del ecosistema captan la energía solar y
la transforman en energía química (azúcares vegetales) que posteriormente será
utilizada por los organismos consumidores herbívoros primarios tales como
algunos insectos, conejos, vacas, caballos, etc., en los procesos de
respiración para utilizar la fuerza almacenada.
Durante este movimiento, una fracción de la energía sufre
otras transformaciones y transferencias; otra parte se disipa parcialmente; y
por último, el resto de la energía es liberada por los organismos
descomponedores que biodegradan los vegetales y animales muertos en el
ecosistema.
La primera establece que “la energía existente en el universo es una cantidad constante que no se crea ni se destruye, sólo se transforma”.
La segunda indica que “la transferencia de la energía no
es eficiente de una manera total al cambiar de una manifestación a otra; es
decir, parte de la energía no es aprovechada y se pierde en forma de calor no
utilizable”.
Es evidente la importancia que tiene para la ecología el
concepto de energía y las leyes termodinámicas que rigen sus cambios, pues toda
manifestación de vida va acompañada por cambios energéticos tales como el
metabolismo, crecimiento, reproducción, biosíntesis, etc. Además hay cambios
energéticos que van a determinar muchas de las condiciones del medio ambiente
en las cuales se desarrollan los organismos, como el clima, vientos, mareas, lluvias,
heladas, entre otros.
Cuando la energía solar transformada a energía química
fluye a través de los niveles tróficos del ecosistema (productores,
consumidores, desintegradores), una parte de ella se disipa en forma de calor
que el sistema no puede aprovechar. Este calor no aprovechable no regresa al
Sol y no se establece un flujo cíclico; se dice entonces que éste es un flujo
unidireccional de energía.