Energi-overførsel i fødekæder: Fra solstråling til muskel-kontraktion

Energien gemt i planter og overført til dyr er kemisk energi, specifikt de høje-energi-fosfat-bindinger i ATP genereret fra glukose-oxidation.

Trinvis transformation

  1. Fotosyntese (Planter): Solstråling (radiant energi) → Kemisk energi (glukose, C₆H₁₂O₆).
    6CO₂ + 6H₂O + lys → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
  2. Lagring: Glukose polymeriseres til starch (amylose/amylopektin) eller fruktaner; lipider i frø.
  3. Fordøjelse (Planteæder/Omnivorer): Amylaser → maltose → glukose (absorberet).
  4. Cellulær respiration (Dyr muskel):
    • Glykolyse: Glukose → 2 Pyruvat + 2 ATP + 2 NADH
    • Pyruvat → Acetyl-CoA → Krebs-cyklus → NADH, FADH₂, GTP
    • Elektron-transport-kæde: NADH/FADH₂ → ~30–32 ATP (oxidativ fosforylering)
  5. Muskel-kontraktion: ATP → ADP + Pi + energi → myosin-aktin-krydsbro-cykling → mekanisk arbejde.

Energi-former i sekvens

Radiant → Kemisk (glukose) → Kemisk (ATP) → Mekanisk (kontraktion) + Termisk.

Effektivitet ved hvert trin

  • Fotosyntese: ~3–6% af indgående solenergi gemt.
  • Respiration: ~40% af glukose-energi fanget som ATP; resten = varme.
  • Muskel: ~20–25% af ATP-energi → mekanisk arbejde; resten = varme.

Kemisk energi (glukose → ATP) er den universelle valuta, der binder primære producenter til forbrugere.

Muskelstræk