Biotický cyklus: opis a význam procesu

Čo je biotický cyklus? Ako uzavretý systém úspešne funguje už niekoľko miliárd rokov.

Pokúsme sa zistiť, čo je biotický cyklus.

Funkcia

Mŕtve rastliny a zvyšky organizmov sú spracované hmyzom, hubami, baktériami, prvokmi. Zvieratá a rastliny sa postupne menia na elementárne organické a minerálne zlúčeniny. Biotický cyklus zahŕňa vstup týchto látok do pôdy, ich následnú spotrebu rastlinami. Proces je charakterizovaný uzavretím, kontinuitou, rozpadom, rozkladom konečných zlúčenín. Je to súvislý kruh, ktorý reguluje život na planéte.

Význam

Zvážte biotický uhlíkový cyklus v suchozemských ekosystémoch na príklade fosforu. Dostatočné množstvo tohto prvku sa nachádza v humusových horizontoch nerušených pôd, ako aj v lesnom vrhu. Vďaka cyklu je možné v biosfére akumulovať asi 106-107 ton fosforu. Vo fytomase prírodných lúčnych stepí je asi 30 kg / ha tohto prvku, čo je pre cicavce celkom dosť.

Výmena energie

Biotický cyklus zahŕňa výmenu energie. Jeho podstata spočíva v tom, že energia nezmizne v reťazci potravinových (trofických) transformácií, ale pozoruje sa jej transformácia z jedného druhu na druhý.

Solárna energia sa transformuje v rámci takéhoto procesu na každej z jeho úrovní. Priama Spotreba slnečnej energie je typická iba pre zelené rastliny v rámci fotosyntézy.

Vytvárajú organickú zlúčeninu (glukózu) z oxidu uhličitého a vody, akumuluje sa energia. Listy rastlín sú zahrnuté v takomto chemickom procese iba v prítomnosti slnečného žiarenia a chlorofylu.

Funkcie procesu

V niektorých obdobiach ľudskej existencie bol biotický cyklus látok narušený. Odobrali sa iba prebytky, ktoré sa ukladali ako plyn, uhlie, ropa, vápence a ďalšie organické minerály.

Pri spaľovaní ropy alebo uhlia v peciach (motoroch) sa uvoľňuje a využíva energia, ktorú biosféra akumuluje milióny rokov. V minulosti takéto prebytky neupchávali biosféru a ich negatívny vplyv na biotický cyklus nebol pozorovaný. Dnes je všetko inak.

Špecifickosť

Rozmanitosť zvierat je dôležitá pre úspešnú realizáciu cyklu. Jeden druh nebude schopný rozdeliť organické látky rastlín na konečné produkty v biogeocenóze. Rozkladá iba časť z nich, ako aj niektoré organické zlúčeniny, ktoré sa v nich nachádzajú. Siete a výkonové obvody sa vytvárajú podobným spôsobom.

V biocenóze je dôležitá atmosféra. Prispieva k udržaniu biologického cyklu energie a látok, ako aj k zabezpečeniu vodnej rovnováhy.

Kontaminant sa môže rozložiť na formy, ktoré môžu byť zapojené do nasledujúcich fáz cyklu a asimilované živými organizmami.

Cyklus je založený na rozklade a absorpcii znečisťujúcich látok mikroorganizmami, závisí od aktivity a kvantitatívneho indexu chemických prvkov priamo zapojených do cyklu.

Ekosystém je súčet anorganických a organických zložiek, v rámci ktorých biotický cyklus látok.

Diagram procesu

Rastliny, ktoré dostávajú konštantný tok energie zo slnka, tvoria primárne produkty z anorganických látok. V zostávajúcich článkoch cyklu dochádza k zmene a strate energie. Výrobcovia, konzultanti a reduktori v ekosystéme konzumujú živú látku pôvodného produktu. Zvieratá na takýto proces spotrebujú mnohonásobne viac živej hmoty najnižšej úrovne, čím sa znižujú celkové energetické rezervy. Cirkulácia je zabezpečená interakciou troch skupín.

Prvú skupinu tvoria výrobcovia. Patria sem zelené rastliny, ktoré sa aktívne podieľajú na fotosyntéze. Takéto látky sú tiež baktérie, ktoré sú schopné chemosyntézy. Tvoria primárnu organickú hmotu.

Druhou skupinou sú konzultácie prvého rádu. Sú spotrebiteľmi organických látok. Patria sem predátori, ako aj prvoky. Zvieratá, ktoré sú klasifikované ako predátori, asi 250 rôznych druhov.

Treťou skupinou sú deštruktory (reduktory), ktoré rozkladajú odumreté organické látky na minerálne látky. Patria sem huby, baktérie a prvoky. Akumulácia slnečnej energie sa uskutočňuje na vzostupnej vetve cyklu v dôsledku fotosyntézy. Rastliny v tomto štádiu syntetizujú organické látky z dusíka, vody, oxidu uhličitého.

Spotreba

Čo ešte zvažuje biológia? Dýchanie rastlín v ňom zaujíma dôležité miesto, pretože počas tohto procesu sa takmer polovica organickej hmoty oxiduje na oxid uhličitý a jeho návrat do atmosféry.

Druhou najväčšou možnosťou spotreby organických zlúčenín a akumulovanej energie je použitie rastlinných konzultácií prvého rádu. Energia, ktorú fytofágy ukladajú s jedlom, sa vynakladá na životne dôležitú činnosť, dýchanie, reprodukciu. Vylučuje sa exkrementmi.

Bylinožravé zvieratá sú potravou pre mäsožravce (konzultácie najvyššej trofickej úrovne). Na druhej strane trávia energiu nahromadenú s jedlom, podobne ako bylinožravé zvieratá.

Vzťah prvkov

Samostatné prepojenie ekosystému dodáva organické zvyšky do životného prostredia. Slúžia ako zdroj energie a potravy pre saprofágové zvieratá (huby, baktérie). Konečným štádiom premeny uhľohydrátov je proces humifikácie, následná oxidácia humusu na oxid uhličitý, mineralizácia fragmentov popola. Potom znovu vstupujú do atmosféry a do pôdy a sú potravou pre rastliny.

Biotický cyklus je nepretržitý proces tvorby a deštrukcie organických zlúčenín. Realizuje sa prostredníctvom všetkých troch skupín organizmov. Život je nemožný bez výrobcovia, pretože sú základom života. Iba oni majú schopnosť vytvárať primárnu organickú hmotu, bez ktorej nasledujúci cyklus nebude pokračovať.

Vďaka spotrebe rôznych objednávok primárnych a sekundárnych produktov, prenosu z jedného typu do druhého, je na Zemi možné rôzne formy. Reduktory, ktoré rozkladajú organickú hmotu, ju vracajú do prvej fázy cyklu.

, rozsiahle cykly migrácie chemických zložiek viažu vonkajšie škrupiny planéty do jedného celku, vysvetľujú kontinuitu evolúcie.

Energia Slnka pôsobí ako hnacia sila biotického cyklu. Hlavný proces, k produkcii organických látok prispieva fotosyntéza. Je to možné len s využitím slnečnej energie zelenými rastlinami.

Listy rastlín (autotrofy), ktoré syntetizujú glukózu, "zachovávajú" slnečnú energiu na organickú zlúčeninu. Keď sa dostaneme do biosféry z vesmíru, energia sa hromadí v rastlinách, horninách a pôde. Slnko poskytuje cyklus chemických prvkov, umožňuje vytvárať striedavo anorganické alebo organické látky.

Čo je dôležité vedieť

Okrem uhlíka, kyslíka a vodíka sa biotického cyklu zúčastňujú aj ďalšie biologicky dôležité prvky: vápnik, dusík, fosfor, kremík, draslík, sodík a síra. Tento proces je tiež nemožný bez stopových prvkov: jód, zinok, bróm, molybdén, striebro, nikel, olovo, horčík. V zozname prvkov, ktoré sú absorbované živou hmotou, sú dokonca jedy-arzén , selén, ortuť, ako aj rádioaktívne zložky (rádium, urán).

Rýchlosť cyklu

Výmena energie je cyklická. Obnova živej hmoty biosféry sa uskutočňuje približne za 8 rokov. Proces prebieha v oceáne oveľa rýchlejšie (po 33 dňoch). V atmosfére je kyslík nahradený za dvetisíc rokov a oxid uhoľnatý za 6 rokov. Úplná výmena vody v hydrosfére sa uskutoční za 2800 rokov.

Chemické zlúčeniny, ktoré sú k dispozícii zložkám biosféry, sú obmedzené. V dôsledku ich vyčerpania je brzdený vývoj niektorých skupín organizmov v oceáne a na súši.

Možnosti cyklu

Iba vďaka cyklu energie a látok sa udržiava stabilný stav biosféry. Existujú dva varianty-geologické (veľké) a biogeochemické (malé).

. Zvážte prvý variant cyklu. Vyvreté horniny pod vplyvom biologických, chemických a fyzikálnych faktorov sa menia na sedimentárne horniny, najmä na hlinu a piesok. Môžu sa vyskytnúť aj pri syntéze biogénnych minerálov (mŕtvych mikroorganizmov) z vôd morí a oceánov. Vodné voľné sedimenty sa postupne hromadia na dne nádrže, tvrdnú, tvoria husté horniny.

Potom dôjde k ich transformácii, pozorujú sa procesy metamorfózy. Pôsobením častí endogénnej energie sa vrstvy roztavia a vytvoria magmu. Keď pod vplyvom zvetrávania vystúpia na povrch Zeme, opäť sa premenia na sedimentárne horniny.

Veľký cyklus je charakterizovaný interakciou exogénnej (slnečnej) energie s endogénnou (hlbokou) energiou Zeme. Vďaka tomuto procesu sa hmota prerozdeľuje medzi hlboké horizonty a biosféru planéty.

Zahŕňa tiež pohyb vody medzi litosférou, atmosférou, hydrosférou, akumulovanou slnečnou energiou. Po prvé, voda sa odparí z povrchu oceánu( more ,jazero, rieka), potom sa vráti na zem vo forme zrážok. Takéto procesy sú kompenzované odtokom rieky. Vegetácia hrá dôležitú úlohu vo vodnom cykle.

Malý cyklus je charakteristický iba pre biosféru. Cykly sa vytvárajú v globálnom meradle z cyklických viacnásobných pohybov atómov, ako aj z pohybov spôsobených vulkanizmom, pohybom morského dna, veternou energiou, podzemnými odtokmi.

Poďme zhrnúť výsledky

V biosfére cirkulujú látky a vytvárajú biogeochemické cykly. Pre nich sú potrebné nasledujúce prvky vo veľkých množstvách: kyslík, dusík, uhlík, vodík. Ich cirkulácia je možná vďaka samoregulačným procesom, v ktorých sa aktívne zúčastňujú ďalšie zložky ekosystémov.

Vo všetkých fázach vývoja biosféry platí zákon o globálnom uzavretí cyklu. Základom tohto procesu je slnečná energia, ako aj chlorofyl zelených rastlín.

Na úplný rozklad organickej hmoty, ktorú vytvárajú zelené rastliny, je potrebné rovnaké množstvo kyslíka, aké sa uvoľňuje počas fotosyntézy. V dôsledku zakopania organických látok v rašeline, uhlí, sedimentárnych horninách sa v atmosfére udržiava fond na výmenu kyslíka.

V dôsledku zvýšenia počtu dopravných, priemyselných podnikov , kyslíkový cyklus v prírode je narušený. To negatívne ovplyvňuje životaschopnosť biosystému, vedie k mutáciám a úplnému vyhynutiu niektorých druhov živých rastlín a živočíchov.