ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

РАЗДЕЛ IV. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Тема 3. Человек и биосфера

Круговорот веществ в биосфере

Осуществления функций живого вещества связаны с миграцией атомов в процессе круговорота веществ в биосфере. И часть миграции химических элементов, которая происходит с участием живых организмов, называется біогенною, а за ними - абіогенною.

Цикл Карбона

Атом Углерода входит до атмосферного карбон(ИV) диоксида (неорганическая форма). Растение поглощает его своей листвой и там включает в процесс фотосинтеза, после чего этот элемент войдет в молекулы глюкозы (органическая форма), которая является одной из составляющих тела растения. Травоядное животное потребляет это растение и таким образом перемещает атом Карбона. Далее животное съедает хищник, перенося атом Карбона до своего тела. Там этот элемент входит в состав тканей животного до тех пор, пока она не погибнет. Потом организмы-разрушители превращают часть трупа на карбон диоксид и выделяют его в атмосферу.

Цикл Кислорода

Природный цикл этого элемента противоположный цикловые Карбона. В результате фотосинтеза в среду высвобождается кислород. Дыша, животные соединяют Кислород и Карбон и выделяют производимый ими карбон диоксид.

Цикл воды

Вода имеет большое значение для живых существ. В водной среде зародилась жизнь на Земле. Все химические реакции, происходящие в организме, требуют присутствия воды. Она создает незаменимое среда для осуществления обмена веществ (метаболизма), от производства глюкозы в растениях к перевариванию пищи или регулирования температуры тела. Водоемы - среда обитания многих видов животных, растений и микроорганизмов. Вода также осуществляет непрерывный цикл в природе, который происходит очень активно как вне организмами, так и в их теле.

Цикл Фосфора

Фосфор - это элемент, который в естественной среде накапливается в минеральной форме. Он высвобождается, когда слабо окисленное вода начинает ряд химических реакций с горными породами и образует определенные соединения. Последние могут войти в состав грунта (и будут использованы растениями) или достичь моря, где станут частью тела водорослей, прежде всего фитопланктона. Оказавшись в составе материи живых организмов, Фосфор переходит с одного уровня на другой благодаря цепям питания и не высвобождается в среду до тех пор, пока трупы этих существ не разлагаются.

В живых организмах Фосфор находится в фундаментальных соединениях, входя в состав ДНК, РНК, АДФ клеток.

Морские птицы выделяют с экскрементами очень много Фосфора, поэтому птичий помет составляет важный источник добывания этого элемента. Накапливаясь, экскременты и трупы птиц образуют гуано, которое применяют как удобрение.

Фосфат присутствует в воде в форме молекулы ортофосфату (РО-3).

Цикл Азота

В состав земной атмосферы входит большое количество Азота в виде газа азота, что имеет формулу N2 (78 %). Но Азотом, который находится в этой форме, не могут воспользоваться ни растения, ни животные; он пригоден только для некоторых бактерий и водорослей, что превращают его в аммиак (NH3). Последнее растения тоже не могут

пользоваться, и тогда бактерии другой группы превращают его в нитраты (NО3) - единую форму Азота, которую могут употреблять растения для своего развития. Они инкорпорируют его в свои ткани, и в этом виде Азот может перейти к тела травоядных животных, которые питаются растениями, а затем - до хищников и так далее.

Деятельность человека и состояние биосферы

Человечество - часть биосферы, из которой оно берет все средства для существования. Преобразующая деятельность человека в биосфере настолько велика, что может быть сравнимо лишь с грандиозными геологическими процессами. В связи с этим В. И. Вернадский писал, что человечество, познавая законы природы и совершенствуя технику, своим трудом создает высшую стадию существования биосферы - ноосферу, или сферу разума. Человек далеко не всегда разумно подходит к использованию природных сокровищ нашей планеты. В результате нерациональной деятельности человека лишь в течение нескольких последних столетий бесследно уничтожены многие виды животных и растений.