14. Aine- ja energia looduses

1. Energia ja aine liikumine looduses.
Looduse eluta ja elusad osad on tihedalt seotud ega saa teineteiseta hakkama.

Taimed valmistavad toitaineid looduses leiduvatest elututest ainetest: süsihappegaasist, veest ja mineraalainetest.
Toitainete valmistamiseks kasutavad taimed valgusenergiat.
Taimede poolt valmistatud toitained on valgud, rasvad ja süsivesikud.
Taimede poolt valmistatud toitained sisaldavad keemilist energiat.

Loomad ei suuda ise toitaineid valmistada. Seepärast kasutavad nad taimede poolt valmistatud toitaineid.
Osad loomad toituvad taimedest. Nende kehas muudetakse taimsed toitained loomseteks toitaineteks.
Taimedest toituvad loomad suudavad töödelda ümber taimerakkudes leiduvat keerulise ehitusega süsivesikut - tselluloosi.
Teine osa loomadest ei suuda omastada taimset toitu, seepärast söövad nad teisi loomi.
Paljud loomad, näiteks inimene, karu jt. on aga võimelised ümber töötlema nii taimseid kui ka loomseid toitaineid.Need on segatoidulised loomad.
Nii loomad kui taimed tarvitavad toitaineid selleks, et saada energiat kasvamiseks, uute kudede ehitamiseks, liikumiseks, soojuse hoidmiseks jt. elutegevusprotsessideks.

Loomad ei tarvita ära kogu taimede poolt toodetud toidukogust. Suurem osa sellest sureb ja hakkab kõdunema.
Kõdunemisel osalevad mullas elavad seened ja bakterid. Nad tarvitavad eluks surnud taimedes ja loomades leiduvaid toitaineid.
Suur osa kõdunemisest toimub hapnikuvaeses keskkonnas. Nii saavad kõdunemisel osalevad bakterid energiat ka käärimise teel.
Surnud elusorganismide jäänustest moodustub mulla toitaineterikas kiht huumus.

Inimesed on õppinud kasutama ka teist osa taimede poolt salvestatud energiast. Kunagi ammu taimedes salvestatud energia on teinud aja jooksul läbi mitmeid muundumisi kuumuse ja maapõuerõhu mõjul. taimsest materjalist on tekkinud kütused. Kütustes on osa taimedes sisaldunud veest eraldunud ja nii on nende energiasisaldus tõusnud.
Selleks, et saada erinevaid energialiike kasutame me taimedest tekkinud kütuseid - naftati (vetikatest), sütt (sõnajalapuudest), põlevkivi ( vetikatest jt. elusorganismidest).

Nii hangivad elusorganismid väliskeskkonnast energiat, muudavad selle endale kasutamiskõlblikuks ning tarvitavad saadud energiat eluprotsessideks ja uue elusaine loomiseks.
Energia liikumisel ühelt elusolendilt teisele tarvitatakse ära vaid osa (40 % )energiast. Ülejäänud energia vabaneb ja hajub soojusena. Seega läheb alati osa energiat kaotsi.
Seal, kus on olemas elu, on alati vaja energia juurdevoolu.Seega ei saa eluslooduses kunagi olla kinnist energiaringet, kus üks kindel energiahulk muudkui ringleks mööda elusorganisme.Universumis üleüldiselt valitseb aga energeetiline tasakaal.
Elusloodus Maal on seega võimalik vaid seetõttu, et on olemas biosfääriväline energiaallikas. Maa jaoks on selleks Päikese valguskiirgus.

Energiavahetus on protsess, mille käigus organismid hangivad väliskeskkonnast energiat, muudavad selle keemiliselt kasutamiskõlblikuks ning tarvitavad siis eluprotsesside säilitamiseks ja uue elusaine loomiseks.

2.Teeme joonise ja vaatleme seda.

Mõned organismid Maal - taimed ja osad bakterid - on võimelised otse kasutama Päikese energiat.
Ülejäänud elusorganismid - enamik baktereid, seened ja loomad - saavad energiat juba valmis toitainetest.
Nad toituvad sellest, mida taimed toodavad või teistest loomorganismidest või kõdunevatest ainetest. Seega kasutavad nad energiat, mis on juba biosfääri toodud ja jaotavad seda ümber.

Päike (valgusenergia)

FOTOSÜNTEES
Selleks on vajalikud süsihappegaas, vesi ja mineraalained.

Taimed ja osad bakterid valmistavad elututest ainetest toitained, muundades päikeseenergia keemiliseks energiaks

HINGAMINE
Selleks on vajalik hapnik.
KÄÄRIMINE
Toimub ilma hapnikuta.

PÕLEMINE
Selleks on vajalik hapnik.

Enamik baktereid, seened loomad  ja ka taimed valguse puudusel
saavad energiat valmis toitainetest ja muundavad energiat soojuseks, kasutavad liikumiseks ja mitmesugusteks elutegevusprotsessideks ning kasvamiseks.
Osad bakterid ja pärmseened saavad energiat valmis toitainetest ja muundavad energiat soojuseks, kasutavad liikumiseks ja mitmesugusteks elutegevusprotsessideks ning kasvamiseks.
Taimedest moodustunud kütused
annavad energiat, mida saab muuta teisteks energialiikideks.

Kas energia võiks ka otsa lõppeda?Milline võiks olla tulevikuenergia?
Lapsed võivad uurimiseks jälle kasutada "Laste teadusentsüklopeediat".
Praegu, kui kütused hakkavad otsa lõppema, püüavad inimesed leida neid energialiike, mille varud on suuremad.
Näiteks valgusenergia, mis tuleb Päikeselt saab kesta seni, kuni päike lõpuks kustub.
Vee voolamise ja tuuleenergia saavad kesta seni, kuni toimub vee ringkäik looduses ja kuni tekivad tuuled.
Energiat võib saada ka hoovuste liikumisest ja lainetest.
Seal, kus Maa on vulkaaniliselt aktiivne, saab kasutada geotermilist energiat. Näiteks Islandil kasutatakse termaalvett linna kütmiseks ja aedviljade kasvatamiseks kasvuhoonetes.
Aatomienergia on lootustandev seetõttu, et kasutatakse aine osakeste lõhustamisel tekkivat energiat. Kuid aatomienergia saastab loodust ja on ohtlik, sest tekivad radioaktiivsed ained.
Võibolla õpivad inimesed kunagi tegema selliseid päikesepatareisid, nagu on elusates taimedes. Teatavasti saavad taimed teha toitaineid (energia) valgusenergiat kasutades.