La respuesta tiene más que ver con la termodinámica y la bioquímica que con la evolución. No es un número fijo como el 25%. Varía según el tipo de cosas que come una persona, la cantidad de actividad y la definición exacta de conversión de energía de la que está hablando.
Una forma de pensar es tratar su cuerpo como una máquina que realiza trabajo cuando se le suministra una fuente de energía. Las leyes de la termodinámica dictan que siempre hay algo de pérdida de energía cuando se convierte de una forma de energía a otra. Por ejemplo, convertir la electricidad en movimiento implica necesariamente algún desperdicio. Las máquinas creadas por personas tienen solo un 20-40% de eficiencia, con automóviles en el extremo inferior de ese rango. Las personas en una bicicleta pueden convertir aproximadamente el 25% de la energía en la grasa corporal y el glucógeno (almidón) en movimiento. Esto no es malo, comparable a un automóvil. Pero la eficiencia general es mucho menor si se consideran otros factores.
El primer factor a considerar es comer alimentos y digerirlos. Masticar alimentos cuesta un poco de energía. También lo hace agregar enzimas digestivas. Parte de la energía de la comida se pierde porque la digestión implica dividir moléculas grandes en moléculas más pequeñas. El almidón se convierte en azúcar, las proteínas se convierten en aminoácidos, etc. Parte de la comida no se digiere en absoluto; la fibra contiene energía pero usted pierde la mayor parte de eso.
El siguiente factor es almacenar la comida. Esto también cuesta energía. Los azúcares se convierten en glucógeno (un tipo de almidón) o grasa. Los aminoácidos se convierten en proteínas. Las pérdidas son peores de lo esperado porque hay mucho ciclismo involucrado. Los triglicéridos (una forma de grasa) se convierten continuamente en ácidos grasos y vuelven a convertirse en triglicéridos. Las proteínas se descomponen constantemente y se reconstruyen todo el tiempo. Este ciclo cuesta energía.
Entonces, se pierde mucha energía, simplemente quedando con vida. No estoy haciendo mucho trabajo útil sentado en esta computadora en este momento, pero todavía estoy quemando energía manteniendo todos mis procesos corporales y manteniéndome abrigado.
Finalmente, cuando tratas de hacer un trabajo útil como caminar a la tienda, el proceso de conversión de azúcar o grasa en movimiento inevitablemente pierde algo de energía debido a la forma en que funciona la bioquímica y las leyes de la termodinámica. Se pierde energía adicional superando la fricción.
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No puedo describir la Bioquímica en detalle aquí (los libros de texto sobre ese tema son generalmente muy gordos) pero aquí hay algunos conceptos básicos. Usted quema alimentos al ejecutar una serie de reacciones químicas que producen una sustancia llamada ATP. La ilustración muestra algunos de los pasos que comienzan con glucógeno en la esquina superior izquierda. Se pierde un poco de energía en cada paso.
Cuando usas tus músculos, parte de ese ATP se usa para cambiar la forma de tus músculos. Una vez más, la conversión de ATP en movimiento es menos de 100% eficiente. Esta ilustración muestra un poco de la bioquímica involucrada y cómo se usa ATP.
Puede obtener presentaciones útiles sobre la física involucrada aquí:
MPG de un ser humano | Haz las matematicas
Ser Humano – Eficiencia Térmica – La Física
Wikipedia tiene una buena introducción a la eficiencia energética de los alimentos:
Energía alimentaria – Wikipedia
Este artículo ofrece una discusión muy técnica sobre algunos aspectos de la bioquímica. Puede obtener una copia buscando en Google usando el título y los autores.
Revisión La eficiencia de la contracción muscular Nicholas P. Smitha, b, Christopher J. Barclay, Denis S. Loiselle
Progreso en Biofísica y Biología Molecular 88 (2005) 1-58
