3.

L'energia metabolica

Secondo i primi due principi della termodinamica, gli organismi non possono né creare, né distruggere energia, ma possono solo trasformarla da una forma all'altra. Nel processo di fotosintesi, l'energia presente nella radiazione solare viene utilizzata dagli organismi autotrofi per le reazioni di sintesi delle molecole organiche a partire da sostanze inorganiche come anidride carbonica e acqua. Le molecole organiche conservano nei loro legami chimici (cioè, sotto forma di energia chimica) parte dell'energia solare utilizzata per la loro sintesi. Quando tali molecole vengono assunte dagli organismi eterotrofi (erbivori e carnivori), la rottura dei legami chimici libera energia, che diviene disponibile per le reazioni metaboliche cellulari; in altri termini, l'energia solare convertita in energia chimica fluisce attraverso i viventi che compongono la catena alimentare e rende possibile il loro metabolismo, cioè la loro stessa sopravvivenza.

Le molecole organiche vengono prodotte autonomamente dagli organismi autotrofi, e assunte mediante la nutrizione dagli eterotrofi. L’ossidazione delle molecole organiche attraverso i processi di fermentazione, di glicolisi e di respirazione cellulare, permette la liberazione di energia che era contenuta nei legami chimici; questa viene immagazzinata nei legami altamente energetici di alcune semplici molecole che rappresentano per la cellula delle vere e proprie “scorte” di energia. La principale di queste molecole è l’ATP, o adenosina trifosfato.