Какъв е биотичният цикъл? Като затворена система тя функционира успешно от няколко милиарда години.
Нека се опитаме да разберем какъв е биотичният цикъл.
Функции
Мъртвите растения и останки от организми се обработват от насекоми, гъбички, бактерии и протозои. Животните и растенията постепенно се трансформират в елементарни органични и минерални съединения. Биотичният цикъл включва навлизането на тези вещества в почвата, последващата им консумация от растенията. Процесът се характеризира със затваряне, непрекъснатост, разпадане, разлагане на крайните съединения. Това е непрекъснат кръг, който управлява живота на планетата.
Значение
Биотичният цикъл на въглерода в земните екосистеми ще бъде разгледан с помощта на примера на фосфора. Достатъчно количество от този елемент се намира в хумусните хоризонти на ненарушените почви, както и в горската постеля. Благодарение на цикъла е възможно да се натрупат около 106-107 тона фосфор в биосферата. Фитомасата на естествените ливадни степи съдържа около 30 кг/ха от този елемент, което е напълно достатъчно за бозайниците.
Енергиен обмен
Биотичният цикъл включва обмен на енергия. Същността му се свежда до това, че енергията не изчезва във веригата на хранителните (трофични) трансформации, а се наблюдава преобразуването й от един вид в друг.
Слънчевата енергия се трансформира в подобен процес на всяко ниво. Директното потребление на слънчева енергия е характерно само за зелените растения в рамките на фотосинтезата.
Те създават органично съединение (глюкоза) от въглероден диоксид и вода и натрупват енергия. Листата на растенията се включват в този химичен процес само в присъствието на слънчева светлина и хлорофил.
Процесни функции
В някои периоди от съществуването на човечеството е бил нарушен биотичният цикъл на веществата. Бяха изтеглени само излишъци, които бяха депозирани като газ, въглища, нефт, варовик и други органични минерали.
По време на изгарянето на нефт или въглища в пещи (двигатели) се освобождава и използва енергия, която е натрупана от биосферата в продължение на милиони години. В миналото такива излишъцине замърсяват биосферата, не се наблюдава тяхното отрицателно въздействие върху биотичния цикъл. Днес е различно.
Специфики
Разнообразието от животни е важно за успешното изпълнение на цикъла. Един вид няма да може да разгради органичните вещества на растенията в биогеоценозата до крайните продукти. Разгражда само част от тях, както и някои от органичните съединения, които се намират в тях. Мрежите и хранителните вериги се формират по подобен начин.
В биоценозата е важна атмосферата. Помага за поддържане на биологичния цикъл на енергия и вещества, както и за осигуряване на водния баланс.
Замърсителят може да се разложи във форми, които могат да бъдат включени в следващите етапи на цикъла и да се асимилират от живите организми.
Цикълът се основава на разлагането и усвояването на замърсителите от микроорганизмите, зависи от активността и количеството на химичните елементи, пряко участващи в цикъла.
Екосистемата е сборът от неорганични и органични компоненти, в които се осъществява биотичният цикъл на веществата.
Диаграма на процеса
Растенията, получаващи постоянен поток от енергия от Слънцето, образуват първични продукти от неорганична материя. В останалите звена на цикъла има промяна и загуба на енергия. Производители, консуматори, разложители в екосистемата консумират живата материя на първоначалната продукция. Животните консумират за такъв процес многократно повече жива материя от най-ниско ниво, намалявайки общотоенергийни резерви. Циркулацията се осигурява чрез взаимодействието на трите групи.
Първата група се състои от производители. Те включват зелени растения, които участват активно във фотосинтезата. Такива вещества са и бактерии, които са способни на хемосинтеза. Те образуват първичната органична материя.
Втора група - потребители от първа поръчка. Те са консуматори на органични вещества. Те включват хищници, както и протозои. Животни, които са класифицирани като хищници, около 250 различни вида.
Третата група - деструктори (разложители), които разлагат мъртвата органична материя до минерали. Те включват гъбички, бактерии и протозои. Натрупването на слънчева енергия се извършва във възходящия клон на цикъла поради фотосинтеза. Растенията на този етап синтезират органични вещества от азот, вода, въглероден диоксид.
Разход на енергия
Какво друго разглежда биологията? Дишането на растенията заема важно място в него, тъй като този процес окислява почти половината от органичната материя до въглероден диоксид, връщайки го в атмосферата.
Вторият най-голям вариант на изразходване на органични съединения и съхранявана енергия е използването на растения от първи ред. Енергията, която се съхранява от фитофагите с храната, се изразходва за живот, дишане и размножаване. Тя се отделя в екскременти.
Трвопасните животни са храна за месоядни (консуматори от най-високо трофично ниво). Те от своя страна хабят енергия,натрупани с храна, подобно на тревопасните животни.
Връзка на елементи
Отделна връзка в екосистемата доставя органични остатъци в околната среда. Те служат като източник на енергия и храна за сапрофагите (гъбички, бактерии). Последният етап на преобразуване на въглехидратите е процесът на хумификация, последващото окисление на хумус до въглероден диоксид и минерализация на пепелни фрагменти. След това те отново влизат в атмосферата и почвата, като храна за растенията.
Биотичният цикъл е непрекъснат процес на създаване и разграждане на органични съединения. Реализира се и чрез трите групи организми. Животът без производители е невъзможен, тъй като те са основата на живота. Само те имат способността да създават първична органична материя, без която следващият цикъл няма да продължи.
Поради потреблението на консуматори от различни порядки на първично и вторично производство, прехвърляне от един вид на друг, на Земята са възможни различни форми. Редукторите, които разлагат органичните вещества, го връщат към първия етап от цикъла.
Мащабни цикли на миграция на химически компоненти свързват външните обвивки на планетата в едно цяло, те обясняват непрекъснатостта на еволюцията.
Енергията на Слънцето действа като движеща сила на биотичния цикъл. Основният процес, допринасящ за производството на органична материя, е фотосинтезата. Това е възможно само когато зелените растения използват слънчева енергия.
Листа от растения (автотрофи),които синтезират глюкоза, "консервират" слънчевата енергия в органично съединение. Попадайки в биосферата от космоса, енергията се натрупва в растенията, скалите и почвата. Слънцето осигурява циркулацията на химичните елементи, позволява образуването на неорганични или органични вещества на свой ред.
Какво е важно да знаете
Освен въглерод, кислород, водород, в биотичния цикъл участват и други биологично важни елементи: калций, азот, фосфор, силиций, калий, натрий, сяра. Този процес също е невъзможен без микроелементи: йод, цинк, бром, молибден, сребро, никел, олово, магнезий. В списъка на елементите, които се абсорбират от живата материя, има дори отрови - арсен, селен, живак, както и радиоактивни компоненти (радий, уран).
Скорост на колоездене
Енергийният обмен е цикличен. Обновяването на живата материя на биосферата се извършва след около 8 години. Процесът протича много по-бързо в океана (след 33 дни). В атмосферата кислородът се заменя за две хиляди години, а въглеродният окис за 6 години. Пълната подмяна на водата в хидросферата отнема 2800 години.
Химическите съединения, които са налични за компонентите на биосферата, са ограничени. Поради тяхната изчерпателност се възпрепятства развитието на някои групи организми в океана и на сушата.
Опции за тираж
Само благодарение на циркулацията на енергия и вещества се поддържа стабилно състояние на биосферата. Има два варианта - геоложки (големи) и биогеохимични (малки).
Помислете за първотоопция за цикъл. Магматични скали под въздействието на биологични, химични, физични фактори се превръщат в седиментни скали, по-специално в глина и пясък. Те могат да възникнат и при синтеза на биогенни минерали (мъртви микроорганизми) от водите на моретата и океаните. Воднисти насипни седименти постепенно се натрупват на дъното на резервоара, втвърдяват се, образуват плътни скали.
След това следва тяхното преобразуване, наблюдават се процесите на метаморфизъм. Под действието на части от ендогенна енергия, слоевете се претопяват, образувайки магма. Когато се издигат на повърхността на Земята под въздействието на изветряне, пренасяне, те отново се трансформират в седиментни скали.
Големият цикъл се характеризира с взаимодействието на екзогенна (слънчева) енергия с ендогенната (дълбочина) енергия на Земята. Благодарение на този процес веществото се преразпределя между дълбоките хоризонти и биосферата на планетата.
Включва и движението на водата между литосферата, атмосферата, хидросферата, акумулирана от слънчевата енергия. Първо, водата се изпарява от повърхността на океана (морета, езера, реки), след това се връща на земята под формата на валежи. Компенсирайте тези процеси речен отток. Растителността играе важна роля във водния цикъл.
Малката циркулация е характерна само за биосферата. Циклите се създават в планетарен мащаб от циклични многобройни движения на атоми, както и тези движения, причинени от вулканизъм, движение на морското дъно, вятърна енергия, подземни потоци.
Обобщаване
В биосферата циркулират вещества,образуване на биогеохимични цикли. Те се нуждаят от следните елементи в големи количества: кислород, азот, въглерод, водород. Тяхната циркулация е възможна благодарение на саморегулиращи се процеси, в които други компоненти на екосистемите стават активни участници.
На всички етапи от развитието на биосферата действа законът за глобалното затваряне на кръговрата. В основата на такъв процес е слънчевата енергия, както и хлорофилът на зелените растения.
За пълното разлагане на органичната материя, която се създава от зелените растения, ви е необходимо толкова кислород, колкото се отделя по време на фотосинтезата. Благодарение на заравянето на органична материя в торф, въглища, седиментни скали, обменният фонд на кислород се поддържа в атмосферата.
В резултат на увеличаването на броя на транспортните, индустриалните предприятия се нарушава кислородният цикъл в природата. Това се отразява негативно на жизнеспособността на биосистемата, води до мутации и пълно изчезване на някои видове живи растения и животни.
