Obieg biologiczny: pojęcie i cechy

Substancje docierają do organizmów żywych z gleby, powietrza i wody. Woda wyparowuje z oceanów, unosi się do warstw atmosfery, tworząc deszcz. Zielone rośliny wykorzystują wodę, która dostała się do gleby. Wspierając ich środki do życia, jednocześnie uwalniają tlen niezbędny do życia. W tym samym czasie, bez działania tlenu, procesy rozkładu i gnicia roślin nie mogły wystąpić. Jak nazywa się to błędne koło, które daje szansę na życie na Ziemi i jakie są jego cechy?

Główna koncepcja ekologii

Cykl biologiczny to cyrkulacja pierwiastków chemicznych, które powstały równocześnie z narodzinami życia na naszej planecie i które występują przy udziale żywych organizmów.

Wzorce związane z obiegiem substancji rozwiązują główne zadania związane z utrzymaniem życia na Ziemi. W końcu zasoby substancji odżywczych na całej powierzchni Ziemi nie są nieograniczone, chociaż są ogromne. Gdyby te zapasy były spożywane tylko przez żywe istoty, to w pewnym momencie życie musiałoby się skończyć. Naukowiec R. Williams napisał: "Jedyną metodą, która pozwala ograniczonej liczbie mieć nieskończoną właściwość, jest jej obracanie wzdłuż trajektorii zamkniętej linii krzywej." Samo życie zadekretowało, że ta metoda będzie stosowana na Ziemi. Materia organiczna są tworzone przez rośliny zielone, a rośliny nie-zielone podlegają zniszczeniu.

W cyklu biologicznym, każdy gatunek żywych stworzeń ma swoje miejsce. Głównym paradoksem życia jest to, że wspierają go procesy destrukcji i ciągłego rozkładu. Złożone związki organiczne są niszczone prędzej czy później. Procesowi temu towarzyszy uwalnianie energii, utrata informacji charakterystycznej dla żywego organizmu. Mikroorganizmy odgrywają ogromną rolę w biologicznym cyklu substancji i rozwoju życia - z ich udziałem każda forma życia jest włączona do obiegu biotycznego.

Linki do biochainów

Mikroorganizmy mają dwie właściwości, które pozwalają im zajmować tak ważne miejsce w kręgu życia. Po pierwsze, mogą bardzo szybko dostosować się do zmieniających się warunków środowiskowych. Po drugie, mogą wykorzystywać wiele różnych substancji, a także węgiel do uzupełniania zapasów energii. Żaden z wyższych organizmów nie ma takich właściwości. Występują one jedynie jako nadbudowa nad podstawowym fundamentem królestwa mikroorganizmów.

Osoby i gatunki różnych klas biologicznych są ogniwami obiegu substancji. Współpracują również ze sobą za pośrednictwem różnych typów połączeń. Krążenie substancji w skali planetarnej obejmuje z natury określone cykle biologiczne. Przeprowadzane są głównie w łańcuchu pokarmowym.

Niebezpieczni mieszkańcy domowego kurzu

Znaczącą rolę w cyklu biologicznym odgrywają saprofity - stali "mieszkańcy" kurzu domowego. Żywią się różnymi substancjami, które są częścią kurzu domowego. W tym przypadku saprofity wydzielają dość toksyczny kał, który wywołuje początek alergii.

Kim są te niewidzialne dla ludzkich stworzeń? Saprofity należą do rodziny pajęczaków. Towarzyszą osobie przez całe życie. Przecież roztocza żerują na kurzu domowym, który obejmuje także ludzką skórę. Naukowcy uważają, że kiedyś saprofity były mieszkańcami gniazd ptaków, a następnie "przeniosły się" do mieszkania człowieka.

Wszechobecne pasożyty

Roztocza kurzu, które odgrywają dużą rolę w obrocie biologicznym, mają bardzo małe rozmiary - od 0,1 do 0,5 mm. Są jednak tak aktywne, że w ciągu zaledwie 4 miesięcy jeden roztoczek może pokryć około 300 jaj. Jeden gram domowego kurzu może zawierać kilka tysięcy kleszczy. Nie można wyobrazić sobie, jak wiele roztoczy może znajdować się w domu, ponieważ uważa się, że w ciągu jednego roku w ludzkim mieszkaniu może gromadzić się do 40 kg pyłu.

Roztocza kurzu w postęp geometryczny hodować w warunkach dogodnych dla siebie. A najbardziej odpowiednim miejscem jest sypialnia. W końcu jest tu ciepło, powietrze jest umiarkowanie nawilżone, a jest w nim ogromna ilość ulubionej delikatności dla saprofitów - kurz i, oczywiście, cząsteczki ludzkiej skóry! Każdego roku osoba traci do 2 kg naskórka. Tak więc ludzie sami zapewniają pasożyty.

Krążenie w lesie

W lesie cykl biologiczny ma największą moc dzięki penetracji korzeni drzew w głąb gleby. Pierwszy link w tej turze jest zwykle uważany za tak zwany link rizosfery. Ryzosfera to cienka (od 3 do 5 mm) warstwa gleby wokół drzewa. Gleba wokół korzeni drzewa (lub "gleba ryzosfery") jest zwykle bardzo bogata w sekrecje korzeni i różne mikroorganizmy. Połączenie rizosfery jest rodzajem bramy między dziką przyrodą a nieożywioną.

Link do zużycia znajduje się w korzeniach, które pochłaniają minerały z gleby. Niektóre substancje są zmywane przez opady z powrotem do gleby, ale w przeważającej części składniki odżywcze są zwracane podczas dwóch procesów - marnotrawstwa i rozkładu.

Rola opadłych liści

Ściółka i próchnica mają różne znaczenie w biologicznym cyklu substancji. Opad obejmuje szyszki, gałęzie, liście, resztki trawy. Badacze nie uwzględniają drzew w ściółce - należą do kategorii otpadów. Dekompozycja umieralności może mieć miejsce przez dziesięciolecia. Otpa czasami może służyć jako materiał do karmienia innych gatunków drzew - ale tylko po osiągnięciu pewnego stopnia rozkładu. Otpa zawiera wiele substancji należących do klasy jesionu. Powoli wchodzą do gleby i są wykorzystywane przez rośliny do dalszej działalności.

Od czego zależy miot?

Opad ma nieco inne znaczenie w cyklu biologicznym. W ciągu roku cała jego objętość trafia do warstwy podsypki i ulega całkowitemu rozkładowi. Elementy popiołu wchodzą w obrót biotyczny znacznie szybciej. W rzeczywistości jednak ściółka jest częścią biologicznego obrotu już wtedy, gdy liście znajdują się na drzewie. Wskaźnik miotu zależy od wielu czynników: klimatu, pogody w bieżącym i poprzednich latach, liczby owadów. W leśnej tundrze dochodzi do kilku kwintali, w lasach mierzy się tonami. Największa liczba ściółka w lasach wiosną i jesienią. Liczba ta różni się w zależności od roku.

Jeśli chodzi o skład organiczny igieł i liści, w procesie obiegu, ulegają tym samym zmianom. W przeciwieństwie do śmieci, zielone liście są zwykle bogate w fosfor, potas i azot. Opad jest zwykle bogaty w wapń. Na cykl biologiczny duży wpływ mają owady i zwierzęta. Na przykład owady jedzące liście mogą znacznie przyspieszyć. Jednak największy wpływ na szybkość rotacji zwierząt w procesie dekompozycji ściółki. Larwy i robaki jedzą i sieją ściółkę, mieszają się z górnymi warstwami gleby.

Fotosynteza w przyrodzie

Rośliny do uzupełnienia zapasów energii mogą używać światła słonecznego. Robią to w dwóch etapach. W pierwszym etapie światło jest uchwycone przez liście; w drugim, energia jest wykorzystywana do sekwestracji węgla i tworzenia materii organicznej. Biolodzy nazywają autotrofy roślin zielonych. Są podstawą życia na całej planecie. Autotrofy mają ogromne znaczenie w fotosyntezie i cyklu biologicznym. Energia światła słonecznego jest przekształcana w przechowywany przez nie przez tworzenie węglowodanów. Najważniejszym z nich jest glukoza cukrowa. Proces ten nazywa się fotosyntezą. Żywe organizmy innych klas mogą uzyskać dostęp do energii słonecznej poprzez jedzenie roślin. Tak się pojawia łańcuch pokarmowy zapewnienie cyrkulacji substancji.

Wzorce fotosyntezy

Pomimo znaczenia procesu fotosyntezy, przez długi czas pozostawał niezbadany. Dopiero na początku XX wieku angielski naukowiec Fryderyk Blackman przeprowadził szereg eksperymentów, dzięki którym był w stanie ustanowić ten proces. Naukowiec ujawnił również pewne wzorce fotosyntezy: okazało się, że rozpoczyna się w słabym świetle, stopniowo zwiększając się strumieniami światła. Jednak zdarza się to tylko na pewnym poziomie, po którym poprawa światła nie przyspiesza już procesu fotosyntezy. Blackman stwierdził również, że stopniowy wzrost temperatury przy jednoczesnym wzroście oświetlenia przyczynia się do fotosyntezy. Zwiększenie temperatury w słabym świetle nie przyspiesza tego procesu, ani wzrost światła w niskiej temperaturze.

Proces przekształcania światła w węglowodany

Fotosynteza rozpoczyna się procesem wnikania fotonów światła słonecznego w cząsteczki chlorofilu znajdujące się w liściach roślin. To chlorofil sprawia, że ​​rośliny są zielone. Pochłanianie energii odbywa się w dwóch etapach, które biologowie nazywają Photosystem I i Photosystem II. Co ciekawe, liczba tych fotosystemów odzwierciedla kolejność ich odkrycia przez naukowców. Jest to jedna z dziwactw w nauce, ponieważ na początku reakcje zachodzą w drugim fotosystemie, a dopiero potem - w pierwszym.

Foton światła słonecznego zderza się z 200-400 cząsteczkami chlorofilu w liściu. W tym przypadku energia gwałtownie wzrasta i jest przenoszona do cząsteczki chlorofilu. Procesowi temu towarzyszy reakcja chemiczna: cząsteczka chlorofilu traci dwa elektrony (one z kolei są akceptowane przez tak zwany "akceptor elektronów", druga cząsteczka). Ponadto, gdy foton koliduje z chlorofilem, tworzy się woda. Cykl, w którym światło słoneczne zamienia się w węglowodany, nazywa się cyklem Calvina. Wartość fotosyntezy a biologiczny cykl substancji nie może być lekceważony - to dzięki tym procesom istnieje tlen na ziemi. Minerały uzyskane przez człowieka - torf, olej - są także nośnikami energii zmagazynowanej w procesie fotosyntezy.