ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

БИОСФЕРА

КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ

Все живые организмы находятся во взаимосвязи с неживой природой и включаются в непрерывный круговорот веществ и энергии. В результате происходит биогенная миграция атомов. Необходимые для жизни химические элементы переходят из внешнего среды в организм. При разложении органических веществ эти элементы снова возвращаются в окружающую среду.

В атмосфере всегда присутствуют газы: азот - 78%, кислород - 20,9%, углекислый газ - 0,033% и другие газы-примеси, в том числе пары воды. Эти газы превращаются живым веществом планеты. В процессе фотосинтеза зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Углекислый газ используется на построение органических веществ и через растительные организмы, в виде питательных веществ, переходит в организм животных. Кислород используется всеми живыми организмами в процессе дыхания, для окисления органических веществ, при разложении отмерших остатков организмов. В результате этих процессов образуется углекислый газ, что снова выделяется в атмосферу. Свободный азот атмосферы поглощается в почве бактериями, фиксирующими азот, и превращается в доступное для усвоения растениями состояние. Из почвы соединения азота поглощаются растениями для синтеза органических веществ. После отмирания другая группа микроорганизмов превращает азот и освобождает его в атмосферу.

Следовательно, благодаря сбалансированному круговорота газов состав атмосферы всегда находится на постоянном уровне. Атмосфера имеет биогенное происхождение. В воздушный круговорот включается 98,3% всех веществ.

Большие запасы Фосфора находятся в горных породах. При разрушении горных пород Фосфор поступает в почву, а следовательно усваивается живыми организмами. Но часть фосфатов растворяется в воде и вымывается в Мировой океан, где оседает на дне в виде отложений.

Вода также участвует в круговороте. В процессе фотосинтеза она используется для синтеза органических веществ, а при дыхании и разложении органических остатков выделяется в окружающую среду. Кроме этого, вода нужна всем живым организмам. В ней растворяются минеральные соли и органические вещества, необходимые для усвоения живыми организмами. В водной среде происходит круговорот Натрия, Магния, Кальция, Железа, Серы и других элементов, что в целом составляют 1,7% от общего количества веществ, участвующих в круговороте.

В результате круговорота веществ происходит непрерывное перемещение химических элементов из живых организмов в неживую природу и наоборот. Круговорот веществ состоит из двух противоположных процессов, связанных с аккумуляцией элементов в живых организмах и минерализацией в результате их разложения. Образование живой вещества преобладает на поверхности Земли, а минерализация - в почве и морских глубинах.

Одновременно с миграцией атомов происходит и преобразование энергии. Единственным источником энергии на Земле является солнце. Часть тепла расходуется на обогрев земли и испарение воды. И только 0,2% солнечной энергии накапливается в процессе фотосинтеза. Эта энергия превращается в энергию химических связей органических веществ, при расщеплении и окислении которых в процессе питания выделяется и снова расходуется на процессы жизнедеятельности организмов: рост, движение, размножение, развитие. Этот процесс незамкнутый, поэтому есть необходимость в постоянном поступлении солнечной энергии.

Следовательно, биосфера представляет собой большую систему, состоящую из разнородных компонентов, связанных между собой процессами преобразования энергии и вещества. Миграция веществ замкнутая в циклы, компонентами которых являются тела живой и неживой природы. Цикличность процессов обеспечивает непрерывное существование биосферы.