Šta je biotički ciklus? Kao zatvoreni sistem, uspješno funkcioniše nekoliko milijardi godina.
Pokušajmo da shvatimo šta je biotički ciklus.
Karakteristike
Mrtve biljke i ostatke organizama obrađuju insekti, gljive, bakterije i protozoe. Životinje i biljke postepeno se pretvaraju u elementarne organske i mineralne spojeve. Biotički ciklus uključuje ulazak ovih tvari u tlo, njihovu kasniju potrošnju od strane biljaka. Proces karakterizira zatvaranje, kontinuitet, raspadanje, razlaganje konačnih spojeva. To je neprekidni krug koji upravlja životom na planeti.
Značaj
Biotički ciklus ugljika u kopnenim ekosistemima će se razmotriti na primjeru fosfora. Dovoljna količina ovog elementa nalazi se u humusnim horizontima neporemećenih tla, kao iu šumskoj stelji. Zahvaljujući ciklusu, moguće je akumulirati oko 106-107 tona fosfora u biosferi. Fitomasa prirodnih livadskih stepa sadrži oko 30 kg/ha ovog elementa, što je sasvim dovoljno za sisare.
Energetska razmjena
Biotički ciklus uključuje razmjenu energije. Njegova suština se svodi na to da energija ne nestaje u lancu prehrambenih (trofičkih) transformacija, već se posmatra njena transformacija iz jedne vrste u drugu.
Solarna energija se transformiše u sličnom procesu na svakom nivou. Direktna potrošnja sunčeve energije tipična je samo za zelene biljke u okviru fotosinteze.
Oni stvaraju organsko jedinjenje (glukozu) iz ugljen-dioksida i vode, i akumuliraju energiju. Listovi biljaka su uključeni u ovaj hemijski proces samo u prisustvu sunčeve svetlosti i hlorofila.
Funkcije procesa
U nekim periodima postojanja čovječanstva bio je poremećen biotički ciklus supstanci. Povučeni su samo viškovi koji su deponovani kao gas, ugalj, nafta, krečnjak i drugi organski minerali.
Tokom sagorevanja nafte ili uglja u pećima (motorima), oslobađa se i koristi energija koju je biosfera akumulirala milionima godina. U prošlosti su takvi viškovinisu zasipali biosferu, njihov negativan uticaj na biotički ciklus nije uočen. Danas je drugačije.
Specifičnosti
Različitost životinja je važna za uspješnu implementaciju ciklusa. Jedna vrsta neće moći razgraditi organske tvari biljaka u biogeocenozi do konačnih proizvoda. Razgrađuje samo dio njih, kao i neke organske spojeve koji se nalaze u njima. Mreže i lanci ishrane formiraju se na sličan način.
U biocenozi je važna atmosfera. Pomaže u održavanju biološkog ciklusa energije i supstanci, kao i u 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 od strane mikroorganizama, zavisi od aktivnosti i količine hemijskih elemenata koji su direktno uključeni u ciklus.
Ekosistem je zbir neorganskih i organskih komponenti unutar kojih se odvija biotički ciklus supstanci.
Procesni dijagram
Biljke, primajući stalan tok energije od Sunca, formiraju primarne proizvode iz neorganske materije. U preostalim karikama ciklusa dolazi do promjene i gubitka energije. Proizvođači, potrošači, razlagači u ekosistemu troše živu materiju prvobitne proizvodnje. Životinje za takav proces troše višestruko više žive materije najnižeg nivoa, snižavajući ukupnoenergetske rezerve. Cirkulacija je obezbeđena kroz interakciju tri grupe.
Prvu grupu čine proizvođači. To uključuje zelene biljke koje su aktivno uključene u fotosintezu. Takve tvari su i bakterije koje su sposobne za kemosintezu. Oni čine primarnu organsku materiju.
Druga grupa - potrošači prvog reda. Oni su potrošači organske materije. To uključuje grabežljivce, kao i protozoe. Životinje koje su klasifikovane kao grabežljivci, oko 250 različitih vrsta.
Treća grupa - destruktori (dekompozitori), koji razlažu mrtvu organsku materiju do minerala. To uključuje gljive, bakterije i protozoe. Akumulacija sunčeve energije vrši se na uzlaznoj grani ciklusa zahvaljujući fotosintezi. Biljke u ovoj fazi sintetiziraju organske tvari iz dušika, vode, ugljičnog dioksida.
Potrošnja energije
Šta još razmatra biologija? Biljno disanje zauzima važno mjesto u njemu, jer ovaj proces oksidira gotovo polovinu organske tvari u ugljični dioksid, vraćajući je u atmosferu.
Druga najveća varijanta trošenja organskih spojeva i uskladištene energije je korištenje biljaka prvog reda. Energija koju fitofagi pohranjuju s hranom troši se na život, disanje i reprodukciju. Izlučuje se u izmetu.
biljojedi su hrana za mesoždere (potrošače najvišeg trofičkog nivoa). Oni zauzvrat troše energiju,akumuliran hranom, slično biljojedim životinjama.
Odnos elemenata
Zasebna veza u ekosistemu snabdeva životnu sredinu organskim ostacima. Služe kao izvor energije i hrane za životinje saprofage (gljive, bakterije). Završna faza konverzije ugljikohidrata je proces humifikacije, naknadna oksidacija humusa u ugljični dioksid i mineralizacija fragmenata pepela. Zatim ponovo ulaze u atmosferu i tlo, postajući hrana za biljke.
Biotički ciklus je kontinuirani proces stvaranja i razlaganja organskih jedinjenja. Ostvaruje se kroz sve tri grupe organizama. Život bez proizvođača je nemoguć, jer su oni osnova života. Samo oni imaju sposobnost stvaranja primarne organske materije, bez koje se naredni ciklus neće nastaviti.
Uz konzumaciju potrošača različitih redova primarne i sekundarne proizvodnje, prelazak s jedne vrste na drugu, na Zemlji su mogući različiti oblici. Reduktori koji razgrađuju organsku materiju vraćaju je u prvu fazu ciklusa.
Veliki ciklusi migracije hemijskih komponenti povezuju spoljašnje ljuske planete u jednu celinu, oni objašnjavaju kontinuitet evolucije.
Energija Sunca djeluje kao pokretačka snaga biotičkog ciklusa. Glavni proces koji doprinosi proizvodnji organske materije je fotosinteza. To je moguće samo kada zelene biljke koriste solarnu energiju.
Listovi biljaka (autotrofi),koji sintetiziraju glukozu, “konzerviraju” sunčevu energiju u organsko jedinjenje. Dolazeći u biosferu iz svemira, energija se akumulira u biljkama, stijenama i tlu. Sunce osigurava cirkulaciju hemijskih elemenata, omogućava stvaranje neorganskih ili organskih supstanci zauzvrat.
Šta je važno znati
U biotičkom ciklusu osim ugljenika, kiseonika, vodonika učestvuju i drugi biološki važni elementi: kalcijum, azot, fosfor, silicijum, kalijum, natrijum, sumpor. Ovaj proces je takođe nemoguć bez elemenata u tragovima: joda, cinka, broma, molibdena, srebra, nikla, olova, magnezijuma. Na listi elemenata koje apsorbuje živa materija, nalaze se čak i otrovi - arsen, selen, živa, kao i radioaktivne komponente (radijum, uranijum).
Brzina bicikla
Razmena energije je ciklična. Obnavljanje žive materije biosfere vrši se nakon otprilike 8 godina. Proces se odvija mnogo brže u okeanu (nakon 33 dana). U atmosferi se kiseonik zameni za dve hiljade godina, a ugljen monoksid za 6 godina. Potpuna zamjena vode u hidrosferi traje 2800 godina.
Hemijska jedinjenja koja su dostupna za komponente biosfere su ograničena. Zbog njihove iscrpljivosti, razvoj nekih grupa organizama u okeanu i na kopnu je inhibiran.
Opcije cirkulacije
Samo zahvaljujući cirkulaciji energije i supstanci, održava se stabilno stanje biosfere. Postoje dvije opcije - geološka (velika) i biogeohemijska (mala).
Razmislite o prvomopcija ciklusa. Magmatske stijene pod utjecajem bioloških, kemijskih, fizičkih faktora pretvaraju se u sedimentne stijene, posebno u glinu i pijesak. Mogu nastati i tokom sinteze biogenih minerala (mrtvih mikroorganizama) iz voda mora i okeana. Vodeni rastresiti sedimenti se postepeno akumuliraju na dnu rezervoara, stvrdnjavaju, formiraju guste stijene.
Potom dolazi do njihove transformacije, posmatraju se procesi metamorfizma. Pod djelovanjem dijelova endogene energije, slojevi se pretapaju, formirajući magmu. Kada se pod uticajem vremenskih uticaja, prenosa, podignu na površinu Zemlje, ponovo se pretvaraju u sedimentne stene.
Veliki ciklus karakteriše interakcija egzogene (solarne) energije sa endogenom (dubokom) energijom Zemlje. Zahvaljujući ovom procesu, supstanca se redistribuira između dubokih horizonata i biosfere planete.
Uključuje i kretanje vode između litosfere, atmosfere, hidrosfere, akumulirane sunčevom energijom. Prvo, voda isparava sa površine okeana (mora, jezera, rijeke), a zatim se vraća na zemlju u obliku padavina. Nadoknaditi za takve procese riječno otjecanje. Vegetacija igra važnu ulogu u ciklusu vode.
Mala cirkulacija je tipična samo za biosferu. Ciklusi se stvaraju na planetarnoj skali od cikličkih višestrukih kretanja atoma, kao i onih pokreta koji su uzrokovani vulkanizmom, kretanjem morskog dna, energijom vjetra, podzemnim tokovima.
Summarize
U biosferi kruže supstance,formiranje biogeohemijskih ciklusa. Potrebni su im sljedeći elementi u velikim količinama: kisik, dušik, ugljik, vodonik. Njihovo kruženje je moguće zahvaljujući samoregulirajućim procesima u kojima druge komponente ekosistema postaju aktivni učesnici.
U svim fazama razvoja biosfere djeluje zakon globalnog zatvaranja ciklusa. Osnova takvog procesa je solarna energija, kao i hlorofil zelenih biljaka.
Za potpunu razgradnju organske materije, koju stvaraju zelene biljke, potrebno vam je onoliko kiseonika koliko se oslobađa tokom fotosinteze. Zahvaljujući zakopavanju organske materije u treset, ugalj, sedimentne stene, u atmosferi se održava razmenski fond kiseonika.
Kao rezultat povećanja broja transportnih, 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.
