Biotički ciklus: opis i značaj procesa

Šta je biotički ciklus? Kao zatvoreni sistem uspješno funkcioniše već nekoliko milijardi godina.

Hajde da pokušamo da shvatimo šta je biotički ciklus.

Karakteristike

Mrtve biljke i ostatke organizama obrađuju insekti, gljive, bakterije, protozoe. Životinje i biljke postepeno se pretvaraju u elementarne organske i mineralne spojeve. Biotički ciklus uključuje ulazak ovih supstanci u tlo, njihovu kasniju potrošnju u biljkama. Proces karakteriše zatvaranje, kontinuitet, raspad, razlaganje konačnih jedinjenja. To je kontinuirani krug koji reguliše život na planeti.

Značaj

Razmotrimo biotički ciklus ugljika u kopnenim ekosistemima na primjeru fosfora. Dovoljna količina ovog elementa nalazi se u humusnim horizontima neometanog tla, kao i u šumskom leglu. Zahvaljujući ciklusu, moguće je akumulirati oko 106-107 tona fosfora u biosferi. U fitomasi prirodnih livadskih stepa nalazi se oko 30 kg / ha ovog elementa, što je sasvim dovoljno za sisare.

Energetska berza

Biotički ciklus uključuje razmjenu energije. Njegova suština se svodi na činjenicu da energija ne nestaje u lancu prehrambenih (trofičkih) transformacija, već se uočava njena transformacija iz jedne vrste u drugu.

Sunčeva energija se transformiše u okviru takvog procesa na svakom od njegovih nivoa. Direktna potrošnja solarne energije tipična je samo za zelene biljke u okviru fotosinteze.

Oni stvaraju organsko jedinjenje (glukozu) od ugljen-dioksida i vode, energija se akumulira. Listovi biljaka uključeni su u takav hemijski proces samo u prisustvu sunčeve svjetlosti i hlorofila.

Funkcije procesa

U nekim periodima ljudskog postojanja, biotički ciklus supstanci je poremećen. Povučeni su samo viškovi koji su taloženi kao plin, ugalj, nafta, krečnjaci i drugi organski minerali.

Prilikom sagorevanja nafte ili uglja u pećima (motorima) oslobađa se i koristi energija koju je biosfera akumulirala milionima godina. U prošlosti takvi viškovi nisu začepili biosferu i njihov negativan uticaj na biotički ciklus nije posmatran. Danas je sve drugačije.

Specifičnost

Raznolikost životinja važna je za uspješnu implementaciju ciklusa. Jedna vrsta neće moći podijeliti organske tvari biljaka u konačne proizvode u biogeocenozi. Razbija samo dio njih, kao i neka organska jedinjenja koja se u njima nalaze. Mreže i strujni krugovi formirani su na sličan način.

U biocenozi je atmosfera važna. Doprinosi održavanju biološkog ciklusa energije i supstanci, kao i osiguravanju ravnoteže vode.

Zagađivač se može razgraditi u oblike koji mogu biti uključeni u naredne faze ciklusa i asimilirani od strane živih organizama.

Ciklus se zasniva na razgradnji i apsorpciji zagađivača mikroorganizmima, zavisi od aktivnosti i kvantitativnog indeksa hemijskih elemenata koji su direktno uključeni u ciklus.

Ekosistem je zbir neorganskih i organskih komponenti, unutar kojih je biotički ciklus supstanci.

Procesni dijagram

Biljke, primajući stalan protok energije sa Sunca, formiraju primarne proizvode od neorganske materije. U preostalim karikama ciklusa dolazi do promjene i gubitka energije. Proizvođači, konsultanti i reduktori u ekosistemu konzumiraju živu supstancu originalnog proizvoda. Životinje konzumiraju višestruko više žive materije najnižeg nivoa za takav proces, smanjujući ukupne rezerve energije. Cirkulacija je osigurana interakcijom tri grupe.

Prvu grupu čine proizvođači. To uključuje zelene biljke koje aktivno učestvuju u fotosintezi. Takve supstance su takođe bakterije koje su sposobne za hemosintezu. Oni formiraju primarnu organsku materiju.

Druga grupa su konsultacije prvog reda. Oni su potrošači organske materije. To uključuje predatore, kao i protozoe. Životinje koje su klasifikovane kao predatori, oko 250 različitih vrsta.

Treća grupa su destruktori (reduktori), koji razlažu mrtve organske materije na mineralne supstance. To uključuje gljivice, bakterije i protozoe. Akumulacija solarne energije vrši se na uzlaznoj grani ciklusa usled fotosinteze. Biljke u ovoj fazi sintetišu organske supstance iz azota, vode, ugljen-dioksida.

Potrošnja energije

Šta još biologija smatra? Disanje biljaka u njemu zauzima važno mjesto, jer se tokom ovog procesa gotovo polovina organske tvari oksidira u ugljični dioksid, njen povratak u atmosferu.

Druga najveća opcija za potrošnju organskih spojeva i uskladištene energije je upotreba biljnih konsultacija prvog reda. Energija koju fitofagi čuvaju sa hranom troši se na vitalnu aktivnost, disanje, reprodukciju. Izlučuje se izmetom.

Biljojede životinje su hrana za mesoždere (konsultacije najvišeg trofičkog nivoa). Oni, zauzvrat, troše energiju akumuliranu sa hranom, slično biljojedima.

Odnos elemenata

Zasebna veza ekosistema snabdeva organske ostatke životnoj sredini. Oni služe kao izvor energije i hrane za saprofage (gljive, bakterije). Završna faza konverzije ugljenih hidrata je proces humifikacije, naknadne oksidacije humusa u ugljen-dioksid, mineralizacije fragmenata pepela. Zatim ponovo ulaze u atmosferu i u tlo, kao hrana za biljke.

Biotički ciklus je kontinuirani proces stvaranja i uništavanja organskih jedinjenja. Ostvaruje se kroz sve tri grupe organizama. Život je nemoguć bez njega proizvođači, jer su oni osnova života. Samo oni imaju sposobnost stvaranja primarne organske tvari, bez koje se sljedeći ciklus neće odvijati.

Zahvaljujući potrošnji različitih porudžbina primarnih i sekundarnih proizvoda, prenos iz jedne vrste u drugu, na Zemlji su mogući različiti oblici. Reduktori, koji razlažu organsku materiju, vraćaju je u prvu fazu ciklusa.

, veliki ciklusi migracije hemijskih komponenti vezuju vanjske ljuske planete u jednu cjelinu, objašnjavaju kontinuitet evolucije.

Energija Sunca djeluje kao pokretačka snaga biotičkog ciklusa. Osnovni proces, doprinos proizvodnji organske materije je fotosinteza. Moguće je samo uz korišćenje solarne energije od strane zelenih biljaka.

Listovi biljaka (autotrofi) koji sintetišu glukozu "čuvaju" sunčevu energiju u organsko jedinjenje. Ulazeći u biosferu iz svemira, energija se akumulira u biljkama, stijenama i tlu. Sunce obezbeđuje ciklus hemijskih elemenata, omogućava vam da formirate naizmenično neorganske ili organske supstance.

Šta je važno znati

Pored ugljenika, kiseonika i vodonika, u biotičkom ciklusu učestvuju i drugi biološki važni elementi: kalcijum, azot, fosfor, silicijum, kalijum, natrijum i sumpor. Ovaj proces je takođe nemoguć bez elemenata u tragovima: jod, cink, brom, molibden, srebro, nikl, olovo, magnezijum. Na listi elemenata koje apsorbuje živa materija postoje čak i otrovi - Arsen, selen, živa, kao i radioaktivne komponente (radijum, uranijum).

The speed of the cycle

Razmjena energije je ciklična. Obnova žive materije biosfere vrši se za oko 8 godina. Proces se nastavlja mnogo brže u okeanu (nakon 33 dana). U atmosferi se kisik zamjenjuje za dvije hiljade godina, a ugljični monoksid za 6 godina. Potpuna zamjena vode u hidrosferi odvija se za 2800 godina.

Hemijska jedinjenja koja su dostupna komponentama biosfere su ograničena. Zbog njihove iscrpljenosti, razvoj nekih grupa organizama u okeanu i na kopnu je inhibiran.

Opcije ciklusa

Samo zahvaljujući ciklusu energije i supstanci održava se stabilno stanje biosfere. Postoje dvije varijante - geološka (velika) i biogeohemijska (mala).

. Razmotrite prvu varijantu ciklusa. Magmatske stijene pod utjecajem bioloških, hemijskih, fizičkih faktora pretvaraju se u sedimentne stijene, posebno glinu i pijesak. Mogu se pojaviti i tokom sinteze biogenih minerala (mrtvih mikroorganizama) iz voda mora i okeana. Vodeni rastresiti sedimenti postepeno se nakupljaju na dnu rezervoara, stvrdnjavaju, formiraju guste stijene.

Tada se dešava njihova transformacija, posmatraju se procesi metamorfizma. Pod dejstvom delova endogene energije, slojevi se rastope, formirajući magmu. Kada se pod uticajem vremenskih prilika podignu na površinu zemlje, ponovo se transformišu u sedimentne stene.

Veliki ciklus karakteriše interakcija egzogene (solarne) energije sa endogenom (dubokom) energijom Zemlje. Zbog ovog procesa, materija se preraspodjeljuje između dubokih horizonata i biosfere planete.

Takođe uključuje kretanje vode između litosfere, atmosfere, hidrosfere, akumulirane sunčevom energijom. Prvo voda isparava s površine okeana (more, jezero, rijeka), a zatim se vraća na zemlju u obliku padavina. Takvi procesi se kompenziraju riječnim oticajem. Vegetacija igra važnu ulogu u ciklusu vode.

Mali ciklus karakterističan je samo za biosferu. Ciklusi se stvaraju na globalnom nivou od cikličnih višestrukih kretanja atoma, kao i onih kretanja uzrokovanih vulkanizmom, kretanjem morskog dna, energijom vjetra, podzemnim odvodima.

Rezimirajmo rezultate

U biosferi cirkulišu supstance, formirajući biogeohemijske cikluse. Za njih su potrebni sljedeći elementi u velikim količinama: kisik, azot, ugljik, vodonik. Njihova cirkulacija je moguća zbog samoregulirajućih procesa u kojima druge komponente ekosistema postaju aktivni učesnici.

U svim fazama razvoja biosfere primjenjuje se zakon globalnog zatvaranja ciklusa. Osnova ovog procesa je sunčeva energija, kao i hlorofil zelenih biljaka.

Za potpunu razgradnju organske materije, koju stvaraju zelene biljke, potrebna je ista količina kiseonika kao što se oslobađa tokom fotosinteze. Zbog sahranjivanja organske materije u tresetu, uglju, sedimentnim stenama, u atmosferi se održava Fond za razmenu kiseonika.

Kao rezultat povećanja broja prevoza, industrijskih preduzeća , ciklus kiseonika u prirodi je poremećen. To negativno utiče na održivost biosistema, dovodi do mutacija i potpunog izumiranja nekih vrsta živih biljaka i životinja.