1. Organismide energia- ja süsinikuvajadus

Energia

Organismide energia- ja süsinikuvajadus on oluline nende ellujäämiseks, kasvuks ja arenguks. Energia on vajalik elutegevuse toetamiseks, nagu liikumine, ainevahetus, kasv ja paljunemine. Süsinik on oluline element kõigis organismides, kuna see on osa orgaanilistest ühenditest, nagu valgud, süsivesikud, rasvad ja nukleiinhapped.
 

Energiaallikateks on

1. Toiduenergia. Enamus organisme saab energiat läbi toidu tarbimise. Nad lagundavad toidus sisalduvaid orgaanilisi ühendeid, nagu süsivesikud ja rasvad, et saada energiat ainevahetusprotsessideks.

2. Fotosüntees. Taimed, vetikad ja mõned bakterid suudavad päikesevalgust kasutades viia läbi fotosünteesi, mille käigus nad toodavad orgaanilisi ühendeid (nt glükoosi) ja eraldavad hapnikku. See on oluline energiaallikas nii nendele organismidele endile kui ka teistele organismidele, kes neid tarbivad.

Järelikult on organismidel  pidevalt vaja lisaenergiat väljastpoolt, Maa puhul on selleks energiaallikaks Päike.
Vastavalt sellele, missugust energia liiki organismid suudavad omastada, jagatakse neid järgnevalt:

Süsinik

Kõik elusorganismid koosnevad süsinikku sisaldavatest ühenditest. Süsinikuringe kirjeldab, kuidas süsinik liigub looduses erinevate protsesside kaudu.

1. Fotosüntees.
   Nagu eelnevalt mainitud, omastavad taimed ja teised fotosünteesivad organismid süsinikku atmosfäärist ja muudavad selle orgaanilisteks molekulideks.

2. Hingamine.
   Kõik organismid, sealhulgas taimed, saavad energiat aine- ja energiavahetuse käigus, lagundades orgaanilisi ühendeid, mida nad on toidust saanud või fotosünteesi tulemusena tootnud. Selle käigus eraldatakse süsinikdioksiid atmosfääri.

3. Lagunemine.
   Kui organismid surevad, lagundatakse nad teiste organismide, sh bakterite, seente ja putukate abil. Selles protsessis vabaneb süsinik uuesti atmosfääri.

4. Süsinikuringe ookeanis.
   Ookeanid mängivad olulist rolli süsiniku ringluses. Ookeanivees lahustub süsinikdioksiid ja taimed ookeanis võivad seda kasutada fotosünteesiks. Samuti võivad ookeanid toimida süsiniku hoiualana, kui süsinik seotakse mereorganismide poolt, mis langevad merepõhja ja moodustavad setteid.

Kogu süsinikuringe tasakaalustamine on väga oluline, et säilitada organismide elukeskkond. Inimtegevus, nagu fossiilkütuste põletamine ja metsade raadamine, on viinud süsiniku sisalduse suurenemiseni atmosfääris, mis omakorda on seotud kliimamuutustega. Seetõttu on vajalikud meetmed süsinikuheitmete vähendamiseks ja säästlikuma süsinikuringe edendamiseks. 

Elu Maal põhineb süsiniku ühenditel, mille mitmekesisusest räägiti kursuse esimeses peatükis. Seega on süsinik ja süsinikuringe määrava tähtsusega, sest süsinikuühendid reguleerivad kõiki eluprotsesse organismides.

Täiendav info ja harjutusülesanded

Organismide energiavajadus https://vara.e-koolikott.ee/taxonomy/term/2483
Aine- ja energiavahetus https://www.taskutark.ee/aine-ja-energiavahetus/

Vaata videot
Aine ja energia organismides https://www.youtube.com/watch?v=NUFbQUOLAXc

Videote subtiitrite tõlkimine eesti keelde
1. Vajutage seadete hammasrattale.
2. Valige seadetest “Subtiitrid” (subtitles)
3. Valige menüüst “Automaatne tõlkimine”
4. Valige keeleks “Estonian”

 

Oluline info, mida meelde jätta

• Energiat defineeritakse füüsikas kui keha või jõu võimet teha tööd.  
• Energia jäävuse seadus on olulisemaid jäävusseadusi füüsikas, mis väidab, et isoleeritud süsteemi energia on ajas muutumatu suurus (energia on jääv). 
• Energia jäävuse seadusest järeldub, et energia ei teki ega kao, ta võib vaid muunduda ühest liigist teise ning kanduda ühelt kehalt teisele. Sellest tulenevalt võib energia jäävuse seadust sõnastatada ka järgnevalt: “Igiliikuri (perpetuum mobile) ehitamine on võimatu”.
• Füüsikaseadused kehtivad ka bioloogias, kuid bioloogilistel süsteemidel on erinevalt füüsikalistest süsteemides pidevalt vaja lisaenergiat väljastpoolt. Sellise välise energia allikaks Maal on Päike. 
• Päikeseenergiat saavad kasutada rohelised taimed, vetikad  ja fotosünteesivad bakterid fotosünteesis. 
• Loomad ja seened ning teised heterotroofid (sh. algloomad ja limakud) saavad autotroofide toodetud orgaanilistest ainetest energiat hingamise käigus. 
• Termodünaamika teine seadus käsitleb looduslike protsesside mittepööratavust ehk isoleeritud süsteemis kulgevad kõik protsessid entroopia (korrapäratuse) kasvu suunas (kui energia kasvab, siis korrapäratus väheneb ja vastupidi).
• Kui energiat jääb väga väheks või see saab otsa, siis entroopia ehk korrapäratuse suurenemise tõttu ei ole keerukal organismil elamine võimalik.
• Universaalseks energiarikkaks ehk makroergiliseks ühendiks on ATP (adenosiintrifosfaat). 
• Organismides toimub ainevahetus väliskeskkonna ja sisekeskkonna vahel ning mõlemal juhul, nii ainete omastamisel kui eraldamisel, kulub energiat. Seega ei saa ainevahetus toimuda ilma energiat kulutamata ja energiavahetus organismi ja väliskeskkonna vahel ei toimu ainet vahetamata.
• Kuna süsinik on võtmetähtsusega makroelement orgaanilistes ainetes, siis aine-ja energiavahetuses on oluline roll süsinikul ja süsinikuringel.