O ciclo da energia e da matéria através dos organismos

"Uma economia sustentável, assim, deve ser construída ao redor de produtos sustentáveis e não apenas de processos industriais mais limpos. O foco deve ser direcionado do gerenciamento de processos para o gerenciamento de produtos."   -   Luis Fernando Krieger Merico   -   Economia e Sustentabilidade

Todos os ecossistema são formados basicamente por três categorias de espécies:

1) Os organismos produtores: aqueles que produzem seu próprio alimento, a partir da energia solar ou energia química e térmica, a exemplo dos organismos extremófilos que vivem em ambientes com altos índices de acidez ou a grandes profundidades no oceano. Nesta categoria estão as plantas, que produzem sua energia a partir da fotossíntese.  

2) Os organismos macroconsumidores: os que se alimentam de matéria orgânica, isto é, de outros seres vivos que se situam abaixo deles na escala da alimentação. Nesta categoria situam-se os herbívoros, os carnívoros e os onívoros.

3) Os organismos microconsumidores: aqueles (uni ou pluricelulares) que se alimentam (obtêm sua energia) através da decomposição de matéria orgânica morta ou através do parasitismo, como as bactérias em intestinos de mamíferos, que ajudam no processo digestivo dos alimentos, fungos.

O papel dos decompositores é decompor, desfazer, desestruturar as substâncias orgânicas; tenham elas passado por algum nível trófico, ou não. Por exemplo, as folhas que caem no chão da floresta e que se não são consumidas pelos insetos, tornam-se alimento para bactérias e os fungos.

Diferente, quando o gado se alimenta de relva; o homem se alimenta da carne de vaca; e o corpo humano, quando morto e decomposto, destina-se à alimentação dos microorganismos. 

Neste processo de decomposição os organismos decompositores extraem seu alimento (energia) para sua sobrevivência e reprodução, devolvendo à natureza substâncias cada vez mais simples, formadas por moléculas gradualmente mais simples.

Da matéria orgânica as bactérias extraem sua energia e liberam metano (CH4) para a atmosfera. Este, por sua vez, depois de queimado, libera CO2, gás que as plantas “respiram” durante o processo de fotossíntese.

Caso os decompositores sejam inexistentes, o acúmulo de substâncias orgânicas é cada vez maior. Na ausência de decompositores não há o que chamamos de processo de putrefação. Aconteceria, então, o que sucede com certos corpos colocados ou mortos em locais muito secos ou muito frios, onde quase inexistem os insetos e microorganismos decompositores: um processo de mumificação. Os corpos iriam, aos poucos, perdendo os líquidos e as gorduras, ficando apenas as peles e os ossos (ou os exoesqueletos). 

A degradação desta matéria orgânica, sem a presença de organismos decompositores, se daria basicamente por processos físicoquímicos. Depois de muitos anos, a matéria orgânica se esfacelaria e iria, gradualmente, se transformando em pó. Na ausência de oxigênio (se, por exemplo, soterrado por uma avalanche ou areia trazida por um tsunami) este corpo ou esta matéria orgânica poderia se petrificar (uma possibilidade é que o carbonato de cálcio penetre nos espaços ocupados pelos ossos e outras partes do corpo, formando o fóssil) ou transformar-se em carvão mineral (no caso de plantas) ou petróleo (no caso de microrganismos).

As relações energéticas do ecossistema com os organismos decompositores:

Luz solar fornece energia a Produtores, geralmente plantas que absorvem e transformam energia solar e a fornecem a Macroconsumidores, que se alimentam de plantas e entre si, absorvendo energia que disponibilizam aos Microconsumidores, se alimentam de produtores e macroconsumidores (e de seus resíduos), absorvendo energia e reduzindo as substâncias orgânicas aos seus elementos constituintes principais, através de processos bioquímicos, rápidos e eficientes. Nesse processo liberam os 

Elementos e substâncias químicas (C, H, O2, N, P, S, CO2, CH4, etc). Estes elementos, por sua vez, passam a constituir novos organismos produtores e assim são reincorporados à cadeia da vida.

As relações energéticas do ecossistema sem os decompositores:

Luz solar, fornece a energia aos

Produtores, que absorvem e transformam energia, que é incorporada pelos 

Macroconsumidores, que se alimentam das plantas e entre si, absorvendo energia

(A partir deste ponto não há mais transferência de energia ao ecossistema. Aos poucos, entram em ação processos naturais, abióticos).

Processos físico-químicos (soterramento, clima extremamente seco ou frio), lentos e ineficientes a curto prazo, para chegar novamente aos 

Elementos e substâncias químicas (C, H, O2, N, P, S, CO2, CH4, etc)

Neste caso parte da energia se dissipa no meio ambiente, sem ser utilizada. Aumenta assim o processo de dissipação (perda) de energia de um ecossistema (aumento da entropia), principalmente pelo fato de que os resíduos não são “desmontados” pelos decompositores.

(Fonte: Carta Capital)

Poderíamos fazer um paralelo com o processo de eutrofização de um lago, onde o excesso de material orgânico (= alimento) propiciou um rápido crescimento dos microrganismos (bactérias), que em seu processo vital acabaram utilizando todo o oxigênio livre na água. Na falta de oxigênio as bactérias morrem e o lago torna-se estagnado, “morto”. 

Existem várias regiões nos oceanos que passam por esse processo. Por um excesso de substâncias orgânicas e químicas (esgotos domésticos, fertilizantes, etc.) aumenta exponencialmente o volume de bactérias nesta região do oceano, exaurindo todo o oxigênio e liberando dióxido de carbono. Nestas áreas do mar os organismos vivos - mesmo os mais primitivos - são inexistentes. O fato está se tornando um grande problema em regiões do oceano Atlântico, na Costa Leste dos Estados Unidos e no Mar da China.