Поняття енергії можна визначити як здатність виробляти роботу. Всі живі організми можна розглядати як працюють машини, постійно потребують притоці енергії. Це необхідно їм для того, щобпродовжувати працювати і, таким чином, підтримувати своє життя. Енергія не зникає і не створюється знову, а з однієї форми переходить в іншу (закон збереження енергії). Форми енергії можуть бути найрізноманітніші: хімічна, теплова, електрична, світлова або звукова. В якості простого прикладу переходу енергії з однієї форми в іншу можна навести горіння сірника, при якому в сірникової голівки відбувається трансформація хімічної енергії в теплову, світлову і звукову
Перелічимо деякі процеси, для яких живим організмам потрібна енергія:
1) синтез речовин для росту і репарації, наприклад синтез білків;
2) активний транспорт речовин у клітину і з неї проти градієнтів дифузії, наприклад робота (Na +, К +)-насоса;
3) фагоцитоз, піноцитозу і екзоцитоз.
4) електрична передача нервових імпульсів;
5) механічне скорочення м'язів і биття джгутиків і війок;
6) теплова енергія, що вивільняється при диханні, йде на підтримання постійної температури тіла у птахів і ссавців;
7) біолюмінесценція - освіта світла живими організмами, такими як світляки і деякі морські глибоководні тварини;
8) електричний розряд, наприклад у електричного вугра.
Роль АТФ у перенесенні енергії в клітинах описується у відповідній нашій статті.
Класифікація організмів відповідно до джерелами енергії та вуглецю
Як було сказано вище, харчування це - придбання і енергії, і речовини. Самим головним елементом, необхідним всім живим організмам, є вуглець. Живі організми можуть бути згруповані на основі джерел енергії або вуглецю.
Джерела енергії
Незважаючи на різноманіття форм існування енергії, Тільки дві з них - світлова та хімічна - придатні для живих організмів. Організми, що використовують світлову енергію, називаються фотосінтезіруфщімі, або фототрофних (photos - світло; trophe - харчування); організми, які використовують хімічну енергію, називаються хемотрофних. Фототрофів містять пігменти, у тому числі деякі форми хлорофілу, здатні поглинати світлову енергію і перетворювати її в хімічну
Джерела вуглецю
Організми, Які використовують неорганічні джерела вуглецю, а саме діоксид вуглецю (СО2), називаються автотрофними (autds - сам), а організми, які використовують органічні джерела вуглецю - гетеротрофними (heteros - інший). На відміну від гетеротрофів автотрофи синтезують власні органічні речовини із простих неорганічних сполук.
Дані поняття вже обговорювалися в нашій статті і підсумовані в таблиці. Важливий принцип, який з цього випливає, полягає в тому, що хемотрофи повністю залежать від фотосинтезуючих організмів, оскільки вони забезпечують їх енергією, а гетеротрофи повністю залежать від автотрофних організмів, так як ці останні постачають їм вуглець.
Найбільш значними групами є фотосинтезуючі організми (Зелені рослини і водорості) і хемогетеротрофние організми (тварини та гриби).
Більш детальні взаємини між двома основними групами організмів представлені на малюнку. На цьому малюнку схематично показані напрямки потоків енергії та круговорот вуглецю в природі - теми, які займають важливе місце в екології.