Էներգիայի և նյութերի հոսքը էկոհամակարգերում

Ցանկացած կյանք պահանջում է էներգիայի և նյութերի անընդհատ հոսք: Էներգիան ծախսվում էկենսական ռեակցիաների իրագործման, իսկ նյութերը` օրգանիզմների մարմնի կառուցման համար: Էներգիայի և նյութերի հոսքը դիտվում են որպես ավտոտրոֆ օրգանիզմներին էներգիայի և նյութերի փոխանցում դրսից, իսկ այնուհետև անցում սննդային շղթայով մեկ մակարդակից մյուսին: Համակեցություններում էներգիայի հոսքը օրգանական նյութերի քիմիական կապերի էներգիայի անցումն է օրգանիզմների մեկ մակարդակից մյուսին: Նյութերի հոսքը քիմիական տարրերի ձևով նյութերի տեղափոխությունն է ավտոտրոֆ օրգանիզմներից կոնսումենտներին ու ռեդուցենտներին, այնուհետև քիմիական ռեակցիաներով, առանց կենդանի օրգանիզմների մասնակցության, նորից ավտոտրոֆ օրգանիզմներին: Նյութերի հոսքը կատարվում է փակ շրջանով, որի պատճառով այդ գործընթացը կոչվում է շրջանառություն: Ի տարբերություն նյութերի` էներգիան կարելի է օգտագործել մեկ անգամ: Էներգիայի միակողմանի հոսքը համարվում է բնության յուրահատուկ երևույթ և տեղի է ունենում ֆիզիկայի օրենքներով: Այդ օրենքներից մեկն ասում է, որ էներգիայի մեկ ձևը (լույսի էներգիան) կարող է վերափոխվել մեկ այլ ձևի (սննդի պոտենցիալ էներգիայի), բայց այն երբեք նորից չի ստեղծվում և չի անհետանում: Մեկ ուրիշ օրենքի համաձայն` չկա որևէ գործընթաց կապված էներգիայի փոխակերպման հետ, որ չուղեկցվի էներգիայի որոշակի կորստով:

Սննդի յուրաքանչյուր տեղափոխման ժամանակ պոտենցիալ էներգիայի քանակի մի մասը կորչում է: Նախ և առաջ բույսը ֆիքսում է ստացվող արեգակնային ճառագայթման միայն մի փոքր մասը: Այդ պատճառով էլ կոնսումենտների քանակը, օրինակ` մարդկանց, խիստ կախված է սննդային շղթայի երկարությունից:

Կյանքի դրսևորման բոլոր բազմապիսի ձևերն ուղեկցվում են էներգիայի փոխակերպումներով: Երկրի մակերևույթի կողմից լույսի ձևով ստացվող էներգիան հավասարակշռում է Երկրի մակերևույթից արտացոլված ճառագայթման անտեսանելի ջերմային էներգիայով: Կյանքի էությունը կազմում է այդպիսի փոփոխությունների անընդհատ հաջորդումը, ինչպիսիք են` բարդ քիմիական միացությունների աճը, ինքնավերարտադրողությունը և սինթեզը: Առանց էներգիայի փոփոխման, որով ուղեկցում են բոլոր փոփոխությունները, ոչ կյանք կլիներ, ոչ էլ էկոլոգիական համակարգեր: Այսպես ասած էկոհամակարգերում էներգիայի քանակի կորուստը կարող է հանգեցնել էկոհամակարգի վերացման:

Հատուկ ուշադրության են արժանի վառելանյութի, ատոմային էներգիայի և կոնցենտրացված էներգիայի փոխակերպումները: Էներգիան բնութագրվում է ոչ միայն քանակական, այլ նաև որակական ցուցանիշներով: Էներգիայի խիստ կոնցենտրիկ ձևերը, ինչպիսին է, օրինակ, նավթի էներգիան, ունեն ավելի բարձր աշխատանքային պոտենցիալ, և համապատասխանաբար` ավելի բարձր որակ, քան այնպիսի «նոսր» ձևերը, ինչպիսի է արեգակնային լույսը: Իսկ արեգակնային լույսն իր հերթին օժտված է ավելի բարձր որակով: Էներգիայի որակը չափվում է մի մակարդակից մյուսին անցման քանակով: