Çfarë roli luan cikli biologjik? Roli i biosferës në natyrë

Ministria e Arsimit e Federatës Ruse

Dega e Universitetit Shtetëror të Ekonomisë Baikal dhe

patentë shoferi në Bratsk

Fakulteti i Financës dhe Kredisë

mbi Menaxhimin e Mjedisit

TEMA: Cikli i substancave, roli dhe vendi i njeriut ne biosfere.

Përfunduar: st-ka gr. N-02

Ponomareva A.E.

Drejtor Shkencor:

Epifantseva E.I.

Bratsk-2004

PËRMBAJTJA:

Hyrje…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1. Cikli i substancave: koncepti, llojet……………………..…..4

1.1 Cikli i karbonit…………………………………………………………6

1.2 Cikli i azotit…………………………………………..7

2. Koncepti i ndotjes së mjedisit……………………..13

3. Noosfera si një fazë e re në evolucionin e biosferës……………15

përfundimi…………………………………………………………………………………………………………………

Lista e referencave……………………………….20

Prezantimi

Biosfera është pjesa e globit brenda së cilës ekziston jeta. Për këtë guaskë të veçantë të Tokës, tre kushte janë më të rëndësishmet. Së pari, ai përmban shumë ujë të lëngshëm, i cili automatikisht nënkupton praninë e një atmosfere mjaft të dendur dhe një gamë të caktuar të temperaturës. Së dyti, një rrymë e fuqishme energjie rrezatuese nga Dielli bie mbi të. Së treti, ai përmban ndërfaqe të theksuara midis materies në gjendje të ndryshme fazore - të gazta, të lëngshme dhe të ngurta.

Duhet theksuar se njeriu (me përparimin e tij shkencor dhe teknologjik) zë vendin kryesor, themelor në ciklin e substancave në biosferë. Për të mos përmendur vendin e saj dominues në mjedisin natyror. Zhvillimi i shkencës dhe teknologjisë ka rezultuar në ndotjen e atmosferës, ujërave dhe dherave të planetit tonë. Që nga ardhja e njeriut, biosfera është detyruar të përshtatet me të gjitha nevojat në zhvillim dhe në zhvillim të njerëzimit. Mbrojtja e mjedisit është një problem kompleks që mund të zgjidhet vetëm përmes përpjekjeve të përbashkëta të specialistëve nga fusha të ndryshme të shkencës dhe teknologjisë. Forma më efektive e mbrojtjes së mjedisit nga efektet e dëmshme të ndërmarrjeve industriale është kalimi në teknologjitë me pak mbetje dhe pa mbetje, dhe në prodhimin bujqësor në metodat biologjike të kontrollit të barërave të këqija dhe dëmtuesve. Kjo do të kërkojë zgjidhjen e një kompleksi të tërë problemesh komplekse teknologjike, projektuese dhe organizative.

1.Cikli i substancave: koncepti, llojet.

Akademiku V.R Williams shkroi se e vetmja mënyrë për t'i dhënë diçka të fundme vetitë e infinitit është të detyrosh të fundmin të rrotullohet përgjatë një kurbë të mbyllur, domethënë, ta përfshish atë në një cikël.

Të gjitha substancat në planetin Tokë janë në proces të qarkullimit biokimik. Ekzistojnë dy cikle kryesore: i madh(gjeologjike) dhe i vogël(biotike).

Cikli i Madh zgjat miliona vjet. Shkëmbinjtë shkatërrohen, gërryen dhe barten nga rrjedhat e ujit në Oqeanin Botëror, ku formojnë shtresa të fuqishme detare. Disa komponime kimike treten në ujë ose konsumohen nga biocenoza. Ndryshimet e mëdha të ngadalta gjeotektonike, proceset që lidhen me zhytjen e kontinenteve dhe ngritjen e shtratit të detit, lëvizja e deteve dhe oqeaneve për një periudhë të gjatë kohore çojnë në faktin që këto shtresa kthehen në tokë dhe procesi fillon përsëri.

Cikli i vogël, duke qenë pjesë e ciklit të madh, ndodh në nivelin e biogjeocenozës dhe konsiston në faktin se lëndët ushqyese nga toka, uji dhe ajri grumbullohen në bimë dhe shpenzohen për krijimin e masës dhe proceseve të tyre jetësore në to. Produktet e kalbjes së lëndës organike nën ndikimin e baktereve zbërthehen përsëri në përbërës minerale të arritshme për bimët dhe tërhiqen në rrjedhën e materies prej tyre.

Kthimi i kimikateve nga mjedisi inorganik përmes organizmave bimorë dhe shtazorë në mjedisin inorganik duke përdorur energjinë diellore dhe reaksionet kimike quhet cikli biokimik.

Tre grupe organizmash marrin pjesë në ciklin e substancave:

Prodhuesit(prodhuesit) - organizma autotrofikë dhe bimë të gjelbra që, duke përdorur energjinë diellore, krijojnë prodhimin parësor të lëndës së gjallë. Ata konsumojnë dioksid karboni, ujë, kripëra dhe çlirojnë oksigjen. Disa baktere kimioseptike që janë të afta të krijojnë lëndë organike i përkasin këtij grupi.

Dekompozues(agjentët reduktues) - organizma që ushqehen me organizma, baktere dhe kërpudha. Këtu roli i mikroorganizmave është veçanërisht i madh, duke shkatërruar plotësisht mbetjet organike, duke i kthyer ato në produkte përfundimtare: kripëra minerale, dioksid karboni, ujë, substanca të thjeshta organike që hyjnë në tokë dhe përsëri konsumohen nga bimët.

Si rezultat i fotosintezës në tokë, krijohen çdo vit 1,5 * 10 10 -5,5 * 10 10 ton biomasë bimore, e cila përmban rreth 3 * 10 18 KJ energji. E gjithë rritja e lëndës së gjallë është 8.8.10 11 t/vit. Masa totale e materies së gjallë në Tokë përfshin rreth 500 mijë lloje bimore dhe rreth 2 milionë lloje kafshësh.

Shpejtësia e formimit të një lënde biologjike (biomasa), d.m.th. formimi i një mase të substancës për njësi të kohës, quhet produktiviteti i ekosistemit.

Në tokë, vëllimi i përgjithshëm i biomasës është 6,6 * 10 12 ton, që është rreth 4,5 * 10 18 kJ energji diellore. Biomasa e oqeaneve është dukshëm më e vogël se në tokë, d.m.th. 3 * 10 10 ton në oqean, masa e kafshëve është 30 herë më e madhe se masa e bimëve, dhe në tokë masa e bimëve është 98-99%. biomasa totale. Produktiviteti biologjik i tokës dhe oqeanit është afërsisht i barabartë, pasi biomasa e oqeanit përbëhet kryesisht nga alga njëqelizore, e cila rinovohet çdo ditë. Biomasa e tokës rinovohet brenda 15 vjet.

1.1 Cikli i karbonit

Cikli i energjisë është i lidhur me qarkullimin e substancave. Shumica më shumë Karakteristikë e proceseve që ndodhin në biosferë është cikli i karbonit. Komponimet e karbonit formohen, ndryshohen dhe shkatërrohen. Rruga kryesore e karbonit është nga dioksidi i karbonit në lëndën e gjallë dhe mbrapa. Një pjesë e karbonit largohet nga cikli, duke u depozituar në shkëmbinjtë sedimentarë të oqeanit ose në substanca të djegshme fosile me origjinë organike (torfe, qymyr, vaj, gazra të ndezshëm), ku pjesa më e madhe e tij tashmë është grumbulluar. Ky karbon merr pjesë në ciklin e ngadaltë gjeologjik.

Shkëmbimi i dioksidit të karbonit ndodh gjithashtu midis atmosferës dhe oqeanit. Në shtresat e sipërme të oqeanit ka një sasi të madhe të tretur bashkë sasia e dioksidit të karbonit në ekuilibër me atmosferën. Në total, hidrosfera përmban rreth 13 * 10 13 ton dioksid karboni të tretur, dhe atmosfera përmban 60 herë më pak. Jeta në Tokë dhe bilanci i gazit të atmosferës mbështeten nga sasi relativisht të vogla të karbonit që marrin pjesë në ciklin e vogël dhe përmbahen në indet bimore (5 * 10 11 t), në indet e kafshëve (5 * 10 9 t).

1.2 Cikli i azotit

Cikli i azotit luan një rol të rëndësishëm në proceset e biosferës. Ato përfshijnë vetëm azotin, i cili është pjesë e disa përbërjeve kimike.

Fiksimi i tij në komponime kimike ndodh gjatë aktivitetit vullkanik, gjatë shkarkimeve të vetëtimave në atmosferë gjatë procesit të jonizimit të tij dhe gjatë djegies së materialeve. Mikroorganizmat luajnë një rol vendimtar në fiksimin e azotit.

Komponimet e azotit (nitratet, nitritet) në tretësirë ​​hyjnë në organizmat bimore, duke marrë pjesë në formimin e lëndës organike (aminoacide, proteina komplekse). Një pjesë e lidhjeve

azoti bartet në lumenj, dete dhe depërton në ujërat nëntokësore. Nga komponimet e tretura në ujin e detit, azoti absorbohet nga organizmat ujorë, dhe pasi ata vdesin, ai lëviz në thellësitë e oqeanit. Prandaj, përqendrimi i azotit në shtresat e sipërme të oqeanit rritet ndjeshëm.

Një nga elementët më të rëndësishëm të biosferës është fosfori, i cili është pjesë e acideve nukleike, membranave qelizore dhe indit kockor. Fosfori gjithashtu merr pjesë në ciklet e vogla dhe të mëdha dhe absorbohet nga bimët. Fosfatet e natriumit dhe kalciumit janë pak të tretshëm në ujë, dhe në një mjedis alkalik ato janë praktikisht të patretshme.

Elementi kryesor i biosferës është uji. Cikli i ujit ndodh duke e avulluar atë nga sipërfaqja e trupave ujorë dhe tokës në atmosferë, dhe më pas transportohet nga masat ajrore, duke u kondensuar dhe duke rënë si reshje.

Kohëzgjatja mesatare e ciklit të përgjithshëm të shkëmbimit të karbonit, azotit dhe ujit të përfshirë në ciklin biologjik është 300-400 vjet. Sipas kësaj norme, komponimet minerale të lidhura në biomasë çlirohen. Substancat e humusit të tokës çlirohen dhe mineralizohen.

Substanca të ndryshme kanë shkallë të ndryshme shkëmbimi në biosferë. Komponimet e lëvizshme përfshijnë: klorin, squfurin, borin, bromin, fluorin. Ato pasive përfshijnë silikon, kalium, fosfor, bakër, nikel, alumin dhe hekur. Qarkullimi i të gjithë elementëve biogjenë ndodh në nivelin e biogjeocenozës. Produktiviteti i biogjeocenozës varet nga sa rregullisht dhe plotësisht ndodh cikli i elementeve kimike.

Ndërhyrja njerëzore ndikon negativisht në proceset e qarkullimit. Për shembull, shpyllëzimi ose prishja e proceseve të asimilimit të substancave nga bimët si rezultat i ndotjes çon në një ulje të intensitetit të asimilimit të karbonit. Një tepricë e elementeve organike në ujë nën ndikimin e ujërave të zeza industriale shkakton kalbjen e rezervuarëve dhe konsumimin e tepërt të oksigjenit të tretur në ujë, gjë që pengon zhvillimin e baktereve aerobe (që konsumojnë oksigjen). Duke djegur lëndët djegëse fosile, duke fiksuar azotin atmosferik në produktet industriale dhe duke lidhur fosforin në detergjentë (detergjentë sintetikë), njerëzit prishin ciklin e elementeve.

Shkalla e cikleve të lëndëve ushqyese është mjaft e lartë. Koha e qarkullimit të karbonit atmosferik është rreth 8 vjet. Çdo vit, afërsisht 12% e dioksidit të karbonit në ajër riciklohet në ciklin në ekosistemet tokësore. Koha totale e ciklit për azotin vlerësohet në më shumë se 110 vjet, për oksigjenin në 2500 vjet.

Qarkullimi i substancave në natyrë nënkupton një konsistencë të përgjithshme të vendit, kohës dhe shpejtësisë së proceseve në nivele nga popullsia në biosferë. Kjo konsistencë e dukurive natyrore quhet ekuilibri ekologjik, por ky bilanc është i lëvizshëm dhe dinamik.

Cikli biologjik

Cikli biologjik i elementeve kimike ndodh falë energjisë diellore të kapur nga bimët. Bimët në dritë thithin dioksidin e karbonit dhe ujin, thithin mineralet nga toka dhe çlirojnë oksigjen. Bimët tokësore lëshojnë oksigjen në atmosferë dhe bimët ujore lëshojnë oksigjen në ujë. Bimët në errësirë, kafshët, kërpudhat dhe mikrobet, si në errësirë ​​ashtu edhe në dritë, thithin oksigjenin dhe lëshojnë dioksid karboni në mjedisin e jashtëm. Organizmat heterotrofë kryesisht marrin substanca të tjera nga bimët. Thithja dhe çlirimi i oksigjenit dhe dioksidit të karbonit nga bimët dhe kafshët është i balancuar, kështu që përbërja e gazit e atmosferës së Tokës mbetet mjaft konstante për një kohë të gjatë.

Falë bimëve të gjelbra që kryejnë procesin e fotosintezës, në biosferë krijohen molekula komplekse të substancave organike. Energjia që përmbahet në to përdoret për procese jetësore nga organizmat heterotrofikë. Ky është funksioni kozmik i bimëve të gjelbra të biosferës. Pa materien e gjallë, puna e një rreze diellore do të reduktohej vetëm në lëvizjen e trupave të gaztë, të lëngët dhe të ngurtë nëpër sipërfaqen e planetit dhe në ngrohjen e tyre të përkohshme. Lënda e gjallë vepron si një bateri gjigante dhe një transformator unik i energjisë rrezatuese të lidhur nga Dielli. Energjia diellore pa lëndë të gjallë nuk do të kryente aktivitet krijues në Tokë, pasi nuk mund të qëndronte në të dhe as të shndërrohej në energjinë e nevojshme për këtë.

Energjia diellore kapet kryesisht nga bimët. Por e gjithë materia e gjallë merr pjesë në ruajtjen dhe transformimin e energjisë së Diellit që përmbahet në to, duke e lëvizur atë në të gjithë sipërfaqen, si dhe nga shtresat e jashtme në ato më të thella të planetit. Ky proces kryhet përmes riprodhimit, rritjes dhe lëvizjes pasuese të organizmave. Shkalla e riprodhimit, sipas V.I. Vernadsky, është shkalla e transmetimit të energjisë gjeokimike në biosferë.

Biogjeocenoza

Njësia elementare strukturore dhe funksionale e biosferës është biogjeocenoza. Është në biogjeocenozë që organizmat dhe habitatet e tyre përshtaten ngushtë me njëri-tjetrin dhe falë kësaj, bëhet qarkullimi biologjik i substancave - baza për pafundësinë e jetës në planet. Gjatë ciklit biologjik, rezervat e kufizuara të substancave kimike bëhen të pafundme, pasi ato janë në qarkullim të vazhdueshëm rrethor. Prandaj, qarkullimi i substancave në formën e cikleve biogjeokimike është një kusht i domosdoshëm për ekzistencën e biosferës. I gjithë cikli i substancave në biosferë ndodh falë një burimi energjie - Diellit. Është krijuar një marrëdhënie e ngushtë midis sasisë së energjisë diellore që hyn në planet dhe sasisë së lëndës së gjallë të prodhuar. Kështu, si rezultat i kërkimeve shumëvjeçare nga shkencëtarë nga vende të ndryshme, u arrit të llogaritet se afërsisht 150-200 miliardë ton lëndë organike të thatë formohen çdo vit në biosferë. Kështu, krijimi i doktrinës së biosferës ishte një arritje e rëndësishme e njerëzimit. Për herë të parë, natyra e gjallë filloi të shikohej si një sistem integral që ndërvepron ngushtë me mjedisin abiotik. NË DHE. Vernadsky hodhi themelet për idetë moderne shkencore për rëndësinë planetare dhe kozmike të jetës, për ndërlidhjen dhe ndërveprimin e natyrës së gjallë dhe të pajetë.

Roli i bimëve në natyrë

Bimët jeshile krijojnë kushte në Tokë për ekzistencën e të gjithë organizmave të gjallë. Ata çlirojnë oksigjen, i cili është i nevojshëm për frymëmarrjen dhe shërbejnë si burimi kryesor i ushqimit për të gjitha kafshët. Edhe grabitqari më i etur për gjak varet nga bimët që ushqejnë prenë e tij.

Formimi i përbërjes së gazit të ajrit atmosferik, siç dihet, gjithashtu varet drejtpërdrejt nga bimët. Bimët e gjelbra gjatë procesit të fotosintezës lëshojnë rreth 510 "ton oksigjen të lirë në vit. Një hektar misër çliron 15 ton oksigjen në vit, i cili është i mjaftueshëm për frymëmarrjen e 30 njerëzve. I gjithë oksigjeni atmosferik kalon përmes lëndës së gjelbër në rreth 2000 Në 300 vjet, bimët thithin aq shumë karbon, sa përmbahet në atmosferë dhe ujëra. në botë Është vërtetuar se bimët e Tokës formojnë çdo vit më shumë se 177 miliardë tonë lëndë organike në procesin e fotosintezës.

Bimët marrin pjesë në formimin e humusit, i cili është pjesa më thelbësore e tokës dhe siguron pjellorinë e saj të lartë. Përveç karbonit, hidrogjenit dhe oksigjenit, molekulat e shumë substancave organike përfshijnë atome të azotit, fosforit, squfurit dhe shpesh elementë të tjerë (hekur, kobalt, magnez, bakër). Të gjitha ato nxirren nga bimët nga toka ose mjedisi ujor në formën e joneve të kripës, kryesisht në formë të oksiduar. Kripërat minerale nuk lahen nga shtresat sipërfaqësore të tokës, pasi bimësia vazhdimisht thith disa nga mineralet nga toka dhe i transferon ato te kafshët për ushqim. Kafshët, ashtu si bimët, pasi ngordhin, i transferojnë mineralet përsëri në tokë, nga ku ato përthithen përsëri nga bimët.

Bimësia ka një ndikim të madh në klimë, trupat ujorë, kafshët e egra dhe elementë të tjerë të biosferës, me të cilat është e ndërlidhur ngushtë. Bimët jetojnë në hapësira të mëdha toke: tundra, pyje, stepa. Ata banojnë në hapësirat ujore të pellgjeve, liqeneve, kënetave, lumenjve, deteve, oqeaneve dhe janë në gjendje të jetojnë edhe në shkëmbinj të zhveshur dhe rëra të lëvizshme. Bimët e tilla që shumohen dhe përhapen pa ndërhyrjen e njeriut quhen bimë të egra. Sot në botë njihen rreth 500 mijë lloje bimësh të egra.

Cikli biologjik. Secili grup organizmash luan një rol të veçantë në biosferë. Bimët janë ndërmjetës midis Diellit dhe Tokës. Ata krijojnë lëndë organike parësore përmes fotosintezës nën ndikimin e dritës së diellit. Prandaj, bimët prodhojnë organizma. Kafshët ushqehen me bimë ose kafshë të tjera, d.m.th., me substanca organike të gatshme; Këta janë organizma të konsumit. Duke ngrënë lëndë organike, kafshët i lëvizin ato përgjatë sipërfaqes së tokës. Gjatë rrugës, ata përhapin spore dhe fara dhe në këtë mënyrë kontribuojnë në përhapjen e bimëve dhe kërpudhave.

Kërpudhat dhe bakteret dekompozojnë mbetjet e organizmave të vdekur. Ata i shndërrojnë substancat organike në ato inorganike, të cilat përsëri konsumohen nga bimët. Kështu, bakteret dhe kërpudhat janë organizma shkatërrues. Kur lënda organike dekompozohet, nxehtësia çlirohet, d.m.th. energjia që dikur thithej nga Dielli nga bimët. Nëse organizmat shkatërrues do të zhdukeshin, biosfera do të helmohej, pasi shumë produkte të kalbjes së substancave organike janë helmuese.

Kështu, organizmat e gjallë transferojnë lëndën dhe energjinë nga një pjesë e biosferës në tjetrën. Ky transferim i substancave dhe energjisë formon një cikël biologjik. Ashtu si cikli i ujit, ai lidh të gjitha pjesët e natyrës në një tërësi të vetme. Prishja e ciklit biologjik nga njeriu kërcënon me pasoja katastrofike.

Biosfera dhe jeta e Tokës. Roli i organizmave të gjallë si forca të fuqishme natyrore është nënvlerësuar prej kohësh. Kjo shpjegohet me faktin se, në krahasim me predha të tjera, masa e materies së gjallë duket e parëndësishme. Nëse korja e tokës imagjinohet si një tas guri që peshon 13 kg, atëherë e gjithë hidrosfera e vendosur në këtë tas do të peshonte 1 kg, atmosfera do të korrespondonte me peshën e një monedhe bakri dhe lënda e gjallë do të korrespondonte me peshën e një poste. vulë.

Megjithatë, për miliarda vjet, nga brezi në brez, organizmat e gjallë përpunuan substancën e predhave të tokës. Sasia totale e substancës që ata transformuan ishte shumë herë më e madhe se masa e vetë organizmave. Ndërveprimi i qenieve të gjalla me njëra-tjetrën dhe me trupat e pajetë formon një "organizëm" të vetëm të natyrës.

Doktrina e biosferës si një guaskë e veçantë e banuar nga organizma të gjallë dhe që ndryshon nën ndikimin e tyre u zhvillua nga shkencëtari i shkëlqyer rus V.I. Ishte ai që tregoi se biosfera është një guaskë shumë aktive. Aktivitetet e kombinuara të organizmave të gjallë, duke përfshirë njerëzit, formojnë dhe transformojnë mjedisin gjeografik.

Shpërndarja e lëndës së gjallë në biosferë. Jeta shpërndahet shumë në mënyrë të pabarabartë në biosferë. Pjesa më e madhe e organizmave të gjallë janë të përqendruara në kufijtë e kontaktit midis ajrit, ujit dhe shkëmbinjve. Prandaj, sipërfaqja e tokës dhe shtresat e sipërme të ujërave të deteve dhe oqeaneve janë më të dendura të populluara. Kjo për faktin se kushtet këtu janë më të favorshmet: shumë oksigjen, lagështi, dritë dhe lëndë ushqyese. Trashësia e shtresës më të ngopur me organizma është vetëm disa dhjetëra metra. Sa më lart e poshtë nga ajo, aq më e rrallë dhe më monotone është jeta. Përqendrimi më i madh i jetës vërehet në tokë - një trup i veçantë natyror i biosferës.

Lënda e gjallë shpërndahet në mënyrë të pabarabartë jo vetëm vertikalisht, por edhe në të gjithë zonën. Shumica e organizmave janë të përqendruar në tokë. Masa e tyre është 750 herë më e madhe se masa e banorëve të hidrosferës. Për sa i përket sasisë së lëndës së gjallë për njësi sipërfaqe, oqeani është afër shkretëtirave kontinentale.

Substancat hyjnë në organizmat e gjallë nga toka, ajri dhe uji. Uji avullohet nga oqeanet dhe ngrihet në shtresat e atmosferës, duke formuar shi. Bimët e gjelbra përdorin ujin që hyn në tokë. Duke ruajtur funksionet e tyre jetësore, ato njëkohësisht çlirojnë oksigjenin e nevojshëm për jetën. Në të njëjtën kohë, pa ekspozimin ndaj oksigjenit, proceset e dekompozimit dhe kalbjes së bimëve nuk mund të ndodhin. Si quhet ky rreth vicioz që bën të mundur jetën në Tokë dhe cilat janë veçoritë e tij?

Koncepti kryesor i ekologjisë

Cikli biologjik është qarkullimi i elementeve kimike që u ngritën njëkohësisht me origjinën e jetës në planetin tonë dhe që ndodh me pjesëmarrjen e organizmave të gjallë.

Modelet e qenësishme në ciklin e substancave zgjidhin problemet kryesore të ruajtjes së jetës në Tokë. Në fund të fundit, rezervat e lëndëve ushqyese në të gjithë sipërfaqen e Tokës nuk janë të pakufizuara, megjithëse janë të mëdha. Nëse këto rezerva do të konsumoheshin vetëm nga qeniet e gjalla, atëherë në një moment jeta do të duhej të merrte fund. Shkencëtari R. Williams shkroi: «E vetmja metodë që lejon që një sasi e kufizuar të ketë vetinë e pafundësisë është ta bëjmë atë të rrotullohet përgjatë shtegut të një linje të lakuar të mbyllur.» Vetë jeta dekretoi që kjo metodë duhet të përdoret në Tokë. Lënda organike krijohet nga bimët e gjelbra, ndërsa lënda jo e gjelbër zbërthehet.

Në ciklin biologjik, çdo specie e qenieve të gjalla zë vendin e vet. Paradoksi kryesor i jetës është se ajo mbahet përmes proceseve të shkatërrimit dhe kalbjes së vazhdueshme. Komponimet organike komplekse shkatërrohen herët a vonë. Ky proces shoqërohet me çlirimin e energjisë dhe humbjen e informacionit karakteristik për një organizëm të gjallë. Mikroorganizmat luajnë një rol të madh në ciklin biologjik të substancave dhe zhvillimin e jetës - është me pjesëmarrjen e tyre që çdo formë e jetës përfshihet në ciklin biotik.

Lidhjet e biokzinxhirit

Mikroorganizmat kanë dy veti që i lejojnë ata të zënë një vend kaq të rëndësishëm në rrethin e jetës. Së pari, ata mund të përshtaten shumë shpejt me ndryshimin e kushteve mjedisore. Së dyti, ata mund të përdorin një shumëllojshmëri të gjerë substancash, duke përfshirë karbonin, për të rimbushur rezervat e energjisë. Asnjë nga organizmat më të lartë nuk ka veti të tilla. Ato ekzistojnë vetëm si një superstrukturë mbi bazën themelore të mbretërisë së mikroorganizmave.

Individët dhe speciet e klasave të ndryshme biologjike janë lidhje në ciklin e substancave. Ata gjithashtu ndërveprojnë me njëri-tjetrin duke përdorur lloje të ndryshme lidhjesh. Cikli i substancave në shkallë planetare përfshin cikle biologjike private në natyrë. Ato kryhen kryesisht përmes zinxhirëve ushqimorë.

Banorët e rrezikshëm të pluhurit të shtëpisë

Saprofitet, “banorët” e përhershëm të pluhurit të shtëpisë, gjithashtu luajnë një rol të rëndësishëm në ciklin biologjik. Ata ushqehen me një sërë substancash që janë pjesë e pluhurit të shtëpisë. Në të njëjtën kohë, saprofitet prodhojnë feces mjaft toksike, të cilat provokojnë alergji.

Kush janë këto krijesa të padukshme për syrin e njeriut? Saprofitet i përkasin familjes arachnid. Ata e shoqërojnë një person gjatë gjithë jetës së tij. Në fund të fundit, marimangat e pluhurit ushqehen me pluhurin e shtëpisë, i cili përfshin edhe lëkurën e njeriut. Shkencëtarët besojnë se saprofitet dikur ishin banorë të foleve të shpendëve, dhe më pas "u zhvendosën" në shtëpitë e njerëzve.

Marimangat e pluhurit, të cilat luajnë një rol të madh në qarkullimin biologjik, kanë përmasa shumë të vogla - nga 0,1 në 0,5 mm. Por ato janë aq aktive sa në vetëm 4 muaj një marimangë pluhuri mund të lëshojë rreth 300 vezë. Një gram pluhur shtëpiak mund të përmbajë disa mijëra marimangat. Është e pamundur të imagjinohet se sa marimangat e pluhurit mund të ketë në një shtëpi, sepse besohet se deri në 40 kg pluhur mund të grumbullohen në një shtëpi njerëzore në një vit.

Çiklizëm në pyll

Në pyll, cikli biologjik është më i fuqishëm për shkak të depërtimit të rrënjëve të pemëve në thellësi të tokës. Lidhja e parë në këtë qarkullim zakonisht konsiderohet të jetë e ashtuquajtura lidhje e rizosferës. Rizosfera është shtresa e hollë (3 deri në 5 mm) e tokës rreth një peme. Toka rreth rrënjëve të një peme (ose "dheu i rizosferës") është zakonisht shumë i pasur me eksudate rrënjësh dhe mikroorganizma të ndryshëm. Lidhja e rizosferës është një lloj porte midis natyrës së gjallë dhe asaj të pajetë.

Lidhja e konsumit është te rrënjët, të cilat thithin mineralet nga toka. Disa nga substancat shpërndahen përsëri në tokë nga reshjet, por shumica e lëndëve ushqyese kthehen gjatë dy proceseve - mbeturinave dhe kalbjes.

Roli i mbeturinave dhe mbeturinave

Plehrat dhe mbeturinat kanë kuptime të ndryshme në ciklin biologjik të substancave. Mbeturinat përfshijnë kone pemësh, degë, gjethe dhe mbeturina bari. Studiuesit nuk përfshijnë pemët në mbeturina - ato klasifikohen si mbeturina. Prishjes mund të duhen dekada për t'u dekompozuar. Ndonjëherë mbeturinat mund të shërbejnë si material ushqimor për speciet e tjera të pemëve - por vetëm pasi të kenë arritur një fazë të caktuar dekompozimi. Mbetjet përmbajnë shumë substanca që i përkasin klasës së hirit. Ata ngadalë hyjnë në tokë dhe përdoren nga bimët për jetën e mëtejshme.

Nga çfarë varet mbeturina?

Plehrat kanë një kuptim paksa të ndryshëm në ciklin biologjik. Brenda një viti, i gjithë vëllimi i tij kalon në shtresën e mbeturinave dhe i nënshtrohet dekompozimit të plotë. Elementet e hirit hyjnë në qarkullimin biotik shumë më shpejt. Megjithatë, në fakt, mbeturinat janë pjesë e qarkullimit biologjik tashmë kur gjethet janë në pemë. Shkalla e mbeturinave varet nga shumë faktorë: klima, moti në vitet aktuale dhe ato të mëparshme dhe numri i insekteve. Në pyll-tundra arrin disa centnera, në pyje matet në ton. Sasia më e madhe e mbeturinave në pyje ndodh në pranverë dhe vjeshtë. Kjo shifër gjithashtu ndryshon në varësi të vitit.

Sa i përket përbërjes organike të gjilpërave dhe gjetheve, ato pësojnë të njëjtat ndryshime gjatë ciklit. Ndryshe nga mbeturinat, gjethet jeshile janë zakonisht të pasura me fosfor, kalium dhe azot. Pjellë, si rregull, është e pasur me kalcium. Insektet dhe kafshët kanë një ndikim të madh në ciklin biologjik. Për shembull, insektet që hanë gjethe mund ta përshpejtojnë ndjeshëm atë. Sidoqoftë, ndikimi më i madh në shkallën e qarkullimit ushtrohet nga kafshët gjatë dekompozimit të mbeturinave. Larvat dhe krimbat hanë dhe shtypin mbeturinat dhe e përziejnë me shtresat e sipërme të tokës.

Fotosinteza në natyrë

Bimët mund të përdorin rrezet e diellit për të rimbushur rezervat e energjisë. Ata e bëjnë këtë në dy faza. Në fazën e parë, drita kapet nga gjethet; në të dytën, energjia përdoret për procesin e sekuestrimit të karbonit dhe formimin e substancave organike. Biologët i quajnë bimët e gjelbra autotrofe. Ato janë baza për jetën në të gjithë planetin. Autotrofet kanë një rëndësi të madhe në fotosintezën dhe qarkullimin biologjik. Ata e shndërrojnë energjinë nga rrezet e diellit në energji të ruajtur përmes formimit të karbohidrateve. Më e rëndësishmja prej tyre është glukoza e sheqerit. Ky proces quhet fotosintezë. Organizmat e gjallë të klasave të tjera mund të kenë akses në energjinë diellore duke ngrënë bimë. Kështu, shfaqet një zinxhir ushqimor që siguron qarkullimin e substancave.

Modelet e fotosintezës

Pavarësisht rëndësisë së procesit të fotosintezës, ai mbeti i paeksploruar për një kohë të gjatë. Vetëm në fillim të shekullit të 20-të, shkencëtari anglez Frederick Blackman kreu disa eksperimente me ndihmën e të cilave ishte e mundur të vendosej ky proces. Shkencëtari zbuloi gjithashtu disa modele të fotosintezës: doli që ajo fillon në dritë të ulët, duke u intensifikuar gradualisht me rrjedhën e dritës. Megjithatë, kjo ndodh vetëm deri në një nivel të caktuar, pas së cilës drita e shtuar nuk e përshpejton më fotosintezën. Blackman zbuloi gjithashtu se rritja graduale e temperaturës me rritjen e dritës nxit fotosintezën. Rritja e temperaturës në dritë të ulët nuk e përshpejton këtë proces, as rritja e dritës në temperaturë të ulët.

Procesi i shndërrimit të dritës në karbohidrate

Fotosinteza fillon me procesin e fotoneve nga rrezet e diellit që godasin molekulat e klorofilit të vendosura në gjethet e bimëve. Është klorofili që u jep bimëve ngjyrën e gjelbër. Kapja e energjisë ndodh në dy faza, të cilat biologët i quajnë Photosystem I dhe Photosystem II. Është interesante se numrat e këtyre fotosistemeve pasqyrojnë rendin në të cilin shkencëtarët i zbuluan ato. Kjo është një nga çuditshmëritë në shkencë, pasi reagimet ndodhin fillimisht në fotosistemin e dytë, dhe vetëm atëherë në të parin.

Një foton i dritës së diellit përplaset me 200-400 molekula klorofile të vendosura në një gjethe. Në këtë rast, energjia rritet ndjeshëm dhe transferohet në molekulën e klorofilit. Ky proces shoqërohet nga një reaksion kimik: molekula e klorofilit humbet dy elektrone (ato, nga ana tjetër, pranohen nga i ashtuquajturi "pranues i elektroneve", një molekulë tjetër). Dhe gjithashtu kur një foton përplaset me klorofilin, formohet uji. Cikli në të cilin rrezet e diellit shndërrohen në karbohidrate quhet cikli Calvin. Rëndësia e fotosintezës dhe cikli biologjik i substancave nuk mund të nënvlerësohet - është falë këtyre proceseve që oksigjeni është i disponueshëm në tokë. Burimet minerale të marra nga njerëzit - torfe, vaji - janë gjithashtu bartës të energjisë së ruajtur gjatë procesit të fotosintezës.

Në këtë punim, ju ftojmë të merrni parasysh se çfarë është cikli biologjik. Cilat janë funksionet dhe rëndësia e tij për planetin tonë. Ne do t'i kushtojmë vëmendje edhe çështjes së burimit të energjisë për zbatimin e tij.

Çfarë tjetër duhet të dini përpara se të shqyrtojmë ciklin biologjik është se planeti ynë përbëhet nga tre predha:

• litosfera (predha e fortë, përafërsisht, kjo është toka në të cilën ne ecim);
• hidrosferë (ku mund t'i atribuohet i gjithë uji, d.m.th., detet, lumenjtë, oqeanet, e kështu me radhë);
• atmosfera (predha e gaztë, ajri që thithim).

Ka kufij të qartë midis të gjitha shtresave, por ato janë në gjendje të depërtojnë njëra-tjetrën pa asnjë vështirësi.

Cikli i substancave

Të gjitha këto shtresa përbëjnë biosferën. Cili është cikli biologjik? Kjo është kur substancat lëvizin në të gjithë biosferën, përkatësisht në tokë, ajër dhe organizmat e gjallë. Ky qarkullim i pafund quhet cikël biologjik. Është gjithashtu e rëndësishme të dini se gjithçka fillon dhe mbaron në bimë.

Poshtë fshihet një proces tepër kompleks. Çdo substancë nga toka dhe atmosfera hyn në bimë, pastaj në organizmat e tjerë të gjallë. Pastaj trupat që i kanë thithur ato fillojnë të prodhojnë në mënyrë aktive komponime të tjera komplekse, pas së cilës këto të fundit lëshohen jashtë. Mund të themi se ky është një proces që shpreh ndërlidhjen e gjithçkaje në planetin tonë. Organizmat ndërveprojnë me njëri-tjetrin, kjo është mënyra e vetme që ne ekzistojmë deri më sot.

Atmosfera nuk ishte gjithmonë siç e njohim ne. Më parë, guaska jonë e ajrit ishte shumë e ndryshme nga ajo aktuale, domethënë, ajo ishte e ngopur me dioksid karboni dhe amoniak. Si u shfaqën atëherë njerëzit që përdorin oksigjen për të marrë frymë? Ne duhet të falënderojmë bimët e gjelbra që mundën të sjellin gjendjen e atmosferës sonë në formën e nevojshme për njerëzit. Ajri dhe bimët thithen nga barngrënësit, dhe ato gjithashtu përfshihen në menunë e grabitqarëve. Kur kafshët vdesin, mbetjet e tyre përpunohen nga mikroorganizmat. Kështu fitohet humusi, i cili është i nevojshëm për rritjen e bimëve. Siç mund ta shihni, rrethi është mbyllur.

Burim energjie

Cikli biologjik është i pamundur pa energji. Cili ose kush është burimi i energjisë për organizimin e këtij shkëmbimi? Natyrisht, burimi ynë i energjisë termike është ylli Dielli. Cikli biologjik është thjesht i pamundur pa burimin tonë të nxehtësisë dhe dritës. Dielli nxehet:

• ajri;
• tokë;
• bimësi.

Gjatë ngrohjes, uji avullon dhe fillon të grumbullohet në atmosferë në formën e reve. I gjithë uji do të kthehet përfundimisht në sipërfaqen e Tokës në formën e shiut ose borës. Pas kthimit të tij, ngop tokën dhe përthithet nga rrënjët e pemëve të ndryshme. Nëse uji ka arritur të depërtojë shumë thellë, atëherë ai plotëson rezervat e ujërave nëntokësore, dhe një pjesë e tyre madje kthehet në lumenj, liqene, dete dhe oqeane.

Siç e dini, kur marrim frymë, thithim oksigjen dhe nxjerrim dioksid karboni. Pra, pemët gjithashtu kanë nevojë për energji diellore për të përpunuar dioksidin e karbonit dhe për të kthyer oksigjenin në atmosferë. Ky proces quhet fotosintezë.

Ciklet biologjike

Le ta fillojmë këtë pjesë me konceptin e "procesit biologjik". Është një fenomen i përsëritur. Mund të vëzhgojmë të cilat përbëhen nga procese biologjike që përsëriten vazhdimisht në intervale të caktuara.

Procesi biologjik mund të shihet kudo; ai është i natyrshëm në të gjithë organizmat që jetojnë në planetin Tokë. Është gjithashtu pjesë e të gjitha niveleve të organizatës. Kjo do të thotë, ne mund t'i vëzhgojmë këto procese si brenda qelizës ashtu edhe në biosferë. Mund të dallojmë disa lloje (cikle) të proceseve biologjike:

• brenda ditës;
• shtesa ditore;
• sezonale;
• vjetore;
• shumëvjeçare;
• shekullore.

Ciklet vjetore janë më të theksuara. I shohim gjithmonë dhe kudo, mjafton të mendojmë pak për këtë çështje.

Uji

Tani ju ftojmë të merrni parasysh ciklin biologjik në natyrë duke përdorur shembullin e ujit, përbërësi më i zakonshëm në planetin tonë. Ka shumë aftësi, gjë që e lejon të marrë pjesë në shumë procese brenda dhe jashtë trupit. Jeta e të gjitha gjallesave varet nga cikli H 2 O në natyrë. Pa ujë, ne nuk do të ekzistonim dhe planeti do të dukej si një shkretëtirë e pajetë. Ajo është në gjendje të marrë pjesë në të gjitha proceset jetësore. Kjo do të thotë, ne mund të nxjerrim përfundimin e mëposhtëm: të gjitha qeniet e gjalla në planetin Tokë thjesht kanë nevojë për ujë të pastër.

Por uji është gjithmonë i ndotur si rezultat i ndonjë procesi. Atëherë, si mund t'i siguroni vetes një furnizim të pashtershëm me ujë të pijshëm të pastër? Natyra u kujdes për këtë, ne duhet të falënderojmë ekzistencën e të njëjtit cikli të ujit në natyrë. Ne kemi parë tashmë se si ndodh e gjithë kjo. Uji avullohet, mblidhet në re dhe bie si reshje (shi ose borë). Ky proces zakonisht quhet "cikli hidrologjik". Ai bazohet në katër procese:

• avullimi;
• kondensimi;
• reshjet;
• rrjedha e ujit

Ekzistojnë dy lloje të ciklit të ujit: i madh dhe i vogël.

Karboni

Tani do të shohim se si ndodh biologjikja në natyrë. Është gjithashtu e rëndësishme të dini se ajo renditet vetëm në vendin e 16-të për sa i përket përqindjes së substancave. Mund të shfaqet në formën e diamanteve dhe grafitit. Dhe përqindja e tij në qymyr tejkalon nëntëdhjetë përqind. Karboni madje është pjesë e atmosferës, por përmbajtja e tij është shumë e vogël, afërsisht 0.05 për qind.

Në biosferë, falë karbonit, krijohet një masë e thjeshtë e përbërjeve të ndryshme organike që u nevojiten të gjitha gjallesave në planetin tonë. Konsideroni procesin e fotosintezës: bimët thithin dioksid karboni nga atmosfera dhe e përpunojnë atë, duke rezultuar në një sërë përbërjesh organike.

Fosfori

Rëndësia e ciklit biologjik është mjaft e madhe. Edhe nëse marrim fosfor, ai gjendet në sasi të mëdha në kocka dhe është i nevojshëm për bimët. Burimi kryesor është apatiti. Mund të gjendet në shkëmbinj magmatik. Organizmat e gjallë janë në gjendje ta marrin atë nga:

• tokë;
• burimet ujore.

Gjendet gjithashtu në trupin e njeriut, përkatësisht është pjesë e:

• proteinat;
• acidi nukleik;
• ind kockor;
• lecitina;
• fitinat dhe kështu me radhë.

Është fosfori që është i nevojshëm për akumulimin e energjisë në trup. Kur një organizëm vdes, ai kthehet në tokë ose në det. Kjo nxit formimin e shkëmbinjve të pasur me fosfor. Kjo ka një rëndësi të madhe në ciklin biogjenik.

Azoti

Tani do të shohim ciklin e azotit. Para kësaj, vërejmë se përbën rreth 80% të vëllimit të përgjithshëm të atmosferës. Pajtohem, kjo shifër është mjaft mbresëlënëse. Përveçse është baza për përbërjen e atmosferës, azoti gjendet në organizmat bimore dhe shtazore. Mund ta gjejmë në formën e proteinave.

Për sa i përket ciklit të azotit, mund të themi këtë: nitratet formohen nga azoti atmosferik, të cilët sintetizohen nga bimët. Procesi i krijimit të nitrateve zakonisht quhet fiksim i azotit. Kur një bimë vdes dhe kalbet, azoti që ajo përmban hyn në tokë në formën e amoniakut. Ky i fundit përpunohet (oksidohet) nga organizmat që jetojnë në tokë, kështu shfaqet acidi nitrik. Ai është i aftë të reagojë me karbonate që ngopin tokën. Përveç kësaj, duhet përmendur se azoti lirohet edhe në formën e tij të pastër si rezultat i kalbjes së bimëve ose gjatë procesit të djegies.

Squfuri

Ashtu si shumë elementë të tjerë, ai është shumë i lidhur ngushtë me organizmat e gjallë. Squfuri hyn në atmosferë si rezultat i shpërthimeve vullkanike. Sulfuri i sulfurit mund të përpunohet nga mikroorganizmat, kështu që lindin sulfatet. Këto të fundit përthithen nga bimët, squfuri është pjesë e vajrave esencialë. Sa i përket trupit, ne mund të gjejmë squfur në:

• aminoacidet;
• ketrat