Биология. Комплексный справочник - подготовка к ЗНО и ДПА

ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ. БИОСФЕРА

 

Круговорот веществ и энергии в биосфере

 

Все живые организмы взаимосвязаны с неживой природой и включены в непрерывный круговорот веществ и энергии. В результате происходит биогенная миграция атомов. Необходимые для жизни химические элементы переходят из внешней среды в организм. При разложении органических веществ эти элементы вновь 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, который вновь выделяется в атмосферу. Свободный азот атмосферы поглощается в почве азотфиксувальними бактериями и переходит в состав соединений, доступных для усвоения растениями. С почвы соединения Азота поглощаются растениями для синтеза органических веществ. После отмирания другая группа микроорганизмов превращает Азот и высвобождает его в атмосферу.

 

Круговорот СО2

 

 

Итак, благодаря сбалансированному круговороту газов состав атмосферы всегда остается постоянным. Атмосфера биогенное происхождение. В воздушный круговорот включается 98,3% всех веществ.

Большие запасы Фосфора содержатся 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 среда. 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, которые 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 живого 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 испарения 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 тратится на процессы жизнедеятельности организмов: рост, движение, размножение, развитие. Этот процесс незамкнутый, поэтому есть необходимость в постоянном поступлении солнечной энергии.

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