Tanto a energia quanto a matéria fluem dentro dos ecossistemas, mas com uma diferença fundamental: o fluxo de energia ocorre apenas em uma direção, enquanto o fluxo de matéria é cíclico. Grosso modo, uma representação simples pode ser vista pelas equações (1) e (2), respectivamente, representando os processos de fotossíntese (presença de luz) e respiração.
!$ [Nutrientes ] + CO_2 \rightarrow O_2 + [ Moléculas \;de\; alta\; energia] !$ (1)
!$ [ Moléculas \; de\; alta\; energia ] + O_2 \rightarrow [Nutrientes ] + CO_2 !$ (2)
Todos os organismos devem utilizar esta energia para se nutrirem, crescerem e se reproduzirem por um processo chamado de respiração. Os processos de conversão de energia são altamente ineficientes, da ordem de 1,6% do total que entra no sistema. Neste aspecto, existem três grupos principais de organismos dentro de um ecossistema, segundo a ordem natural do sentido do fluxo de energia. São eles:
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