A primeira lei da termodinâmica, a energia não pode ser criada ou destruída, apenas transformada, pode ser demonstrada dentro de uma teia alimentar clássica. Aqui, a energia luminosa do sol é primeiro aproveitada como energia radiante pelas plantas e depois convertida em energia química armazenada como carboidratos complexos. Alguma vegetação é eventualmente consumida por animais. Em seu processo de quebra dos açúcares, a energia é liberada como calor, armazenada em macromoléculas como reservas de energia química para ser usada posteriormente ou repassada a um predador. Cada um desses estágios da cadeia alimentar é chamado de nível trófico. As plantas são as produtoras. O esquilo seria o consumidor primário e a raposa predadora seria o consumidor secundário. A matéria orgânica que está sendo transferida do nível trófico para o próximo é chamada de biomassa - geralmente medida em unidades de energia, calorias ou quilocalorias.
No entanto, a transferência de biomassa não é linear. Depois que os produtores primários recebem energia do sol e produzem alimentos, devido à respiração celular, uma pequena quantidade é transformada em energia térmica inutilizável que é liberada junto com o dióxido de carbono no meio ambiente. A energia luminosa total aproveitada é chamada de produtividade primária bruta ou GPP. Se você subtrair a energia perdida para a respiração do GPP, o resultado é a produtividade primária líquida ou NPP, que é a taxa de energia na qual a biomassa é armazenada. Da mesma forma, enquanto os consumidores primários estão colhendo energia química das plantas, eles também liberam uma pequena quantidade de energia térmica junto com o dióxido de carbono durante o metabolismo. E apenas uma parte da biomassa consumida é restaurada em seus tecidos. Finalmente, no nível do predador, apenas uma fração da energia original aproveitada do sol está disponível para uso. Por conseguinte, a biomassa transferida do produtor para o consumidor primário não é igual à biomassa transferida do produtor para o consumidor secundário. Essas mudanças na biomassa em cada nível de uma cadeia alimentar nos dizem sobre a produtividade de um determinado ecossistema como um todo.
Neste laboratório, você investigará esses princípios de dinâmica energética e produtividade medindo a transferência de biomassa e energia de um produtor, o repolho, para um consumidor primário, o verme do repolho.
