物質サイクル:
* 有限: 宇宙の物質の量は本質的に固定されています。 自然に消えたり、作成されたりしません。
* 変換: 物質は、さまざまなプロセスを通じてフォームと場所を変更します。
* 生物地球化学サイクル: 例には、水循環、炭素循環、窒素サイクル、リン周期が含まれます。
* 分解: 生物は有機物をより単純な化合物に分解し、栄養素を環境に戻します。
* 光合成と呼吸: 植物は日光を使用して二酸化炭素と水を糖に変換し、酸素を放出します。動物は酸素を呼吸し、二酸化炭素を放出します。
エネルギー流:
* 片道: エネルギーを作成したり破壊したりすることはできません(エネルギーの保全法)が、フォームを変えることができます。
* 漸進的な劣化: エネルギーは、高品質の濃縮型(日光など)から低品質の分散型(熱など)に流れます。これは、熱力学の第2法則として知られています。
* プロデューサー: 植物は日光エネルギーを捕捉し、光合成を介して化学エネルギー(糖)に変換します。
* 消費者: 動物は植物や他の動物を食べ、食物に保管されているエネルギーを得ます。
* 分解器: 死んだ生物を分解し、エネルギーを環境に戻します。
* 熱損失: 食物連鎖の各ステップで熱としていくらかのエネルギーが失われます。
なぜ違いは?
* エントロピー: 宇宙は障害の増加(エントロピー)の傾向があります。 エネルギー変換は常に、熱としてある程度のエネルギーが失われます。これは、エネルギーの有用性の低い形です。
* 物質の安定性: 原子と分子は比較的安定しており、純粋なエネルギーに容易に変換されません。彼らは生物圏内のさまざまな形と場所を循環します。
要約: メーターサイクルは有限であり、変換できるためです。一方、エネルギーは常に有用性の低い形に分解されているため、一方向に流れます。この根本的な違いは、生命がどのように機能し、生態系がバランスを維持するかを理解するために重要です。