5.2. Legea de conservare a materiei vii,
Foarte viu articulează legea VI Vernadsky: „Atomii care sunt incluse într-o formă de trai capturat materia printr-un singur vortex vital abia întors, și, probabil, nu vor fi returnate înapoi la materia inertă a biosferă.“ Datorită legea de conservare se poate vorbi despre atomi rămân în materia vie în timpul perioadelor geologice, toate în timp ce în mișcare și să migreze, dar nu vin înapoi în materie inertă. Cu alte cuvinte, în baza funcționării materiei vii este substanțe de circulație biotice.
circulație Biotic este asigurată prin interacțiunea a trei grupe majore de organisme:
producători. (plante verzi), efectuarea de fotosinteză și bacterii capabile să chemosynthesis, - acestea creează o substanță organică primară;
de consumatori consumă materie organică - este de animale ierbivore și răpitoare;
decomposers (destructori) în descompunere material organic mort la mineral - este, în principal bacterii, fungi și protozoare.
(. Figura 5) privind circulația ramură ascendentă biotic bazată pe performanța plantelor verzi funcționale de energie, există o acumulare de energie solară sub formă de compuși organici sintetizați prin plante din compuși anorganici - dioxid de carbon, apă, azot și bateriile de cenușă. Downward circulație ramură biotic este asociată cu pierderea materiei organice. Cel mai important proces - respirație a plantelor, în care până la jumătate asimilat în timpul fotosinteză a materiei organice este oxidat la CO2 și a revenit în atmosferă. Al doilea proces este o cheltuială semnificativă a materiei organice și energia acumulată în ea - acest consum de plante de către consumatori de prim ordin - animalele erbivore. Stocarea energiei produse alimentare fitofagele este, de asemenea, consumat în mare măsură pentru respirație, funcțiile vitale, reproducerea, este excretat în fecale.
Fig. 5. Substanțe de circulație model biotic
Fiecare link livrările de ecosisteme reziduurile organice mediu (detritus), care servesc ca sursă de animale alimentare și de-saprophages de energie, în special pentru microorganisme -. Bacterii, fungi, actinomicete, etc. Etapa finală în transformarea substanțelor organice sunt procese Humificare oxidarea suplimentară humus mineralizat elementelor de CO2 și minerale, care din nou sunt returnate în sol și atmosferă, oferind plante alimentare.
Ciclul Biotic este un proces continuu de creare și distrugere a materiei organice. Acesta este pus în aplicare cu participarea reprezentanților tuturor celor trei grupe de organisme:
- producători, care produc baza vieții - materia organică primară;
- diferite ordine ale consumatorilor care utilizează produse primare și secundare, care transforma materia organică de la o formă la alta și de a contribui la creșterea diversității vieții pe Pământ;
- decomposers descompunerea materialului organic pentru minerale și returnează la începutul ciclului.
cicluri globale de migrare a elementelor chimice se leagă nu numai trei învelișul exterior al planetei noastre într-un singur întreg, dar sunt responsabile de evoluția continuă a compoziției sale.
Biotice circulație pe lângă formarea componentelor de substanțe organice (oxigen, carbon, hidrogen) implică un număr mare de componente biologice importante (azot, calciu, sodiu, potasiu, siliciu, fosfor, sulf) și oligoelemente (brom, iod, zinc, argint, molibden, cupru, magneziu, plumb, cobalt, nichel). Lista de elemente sunt absorbite de materia vie poate fi extins foarte mult, de asemenea, aceasta include chiar elemente otrăvitoare (mercur, seleniu, arsenic), precum și radioactiv.
Luând act de massoenergoobmena natura ciclică a răspuns la întrebări cu privire la viteza de circulație a substanțelor din biosferă.
cicluri biogeochimice. Ecosistemul este foarte important rolul ciclurilor biochimice. Nutrienții - C, O2. N2. P, S, CO2. H2O și ceilalți - în contrast cu energia reținută în ecosistemele și pentru a realiza un ciclu continuu de mediul extern în organisme, și înapoi în mediul extern. Aceste traseu închis numit cicluri biogeochimice. In fiecare ciclu, există două facilitate: 1) Rezerva cuprinzând o masă mare de material, practic, nu elemente biologice, 2) mobile, sau schimb, piscină în mișcare - natura, caracteristica distinctivă mai activă, dar mai puțin extinsă a, care este un schimb rapid între organisme și mediul lor imediat.
ciclurile biochimice pot fi împărțite în două tipuri: 1) ciclism substanțelor gazoase, cu o capacitate de rezervă a atmosferei și hidrosferei (ocean), 2) ciclu de sedimente cu un fond de rezervă în crusta.
Dintre elementele de 90 de ciudat se găsesc în natură, 30 -40 sunt necesare pentru organismele vii. Omul este unic nu numai pentru că corpul său are nevoie de 40 de elemente, dar, de asemenea, faptul că activitatea utilizează aproape toate celelalte elemente se găsesc în natură.
Ciclul azotului. Azotul este de aproximativ 80% din aerul atmosferic și este cel mai mare rezervor și atmosfera supapă de siguranță. Cu toate acestea, cele mai multe organisme nu pot absorbi azotul din aer. Intre timp, azotul este implicat în construcția tuturor proteinelor și acizilor nucleici. Pentru a absorbi azotul din aer poate doar unele organisme, cum ar fi bacteriile, care există într-o relație de simbioză cu plante leguminoase (mazăre, fasole, soia). Ei colonizează rădăcinile plantelor leguminoase care formează noduli în care o fixare chimică și azot. Azotul poate absorbi, de asemenea, algele albastre-verzi, cunoscut sub numele de cianobacterii. Ele formează o relație simbiotică cu o feriga plutitoare care crește în câmpurile de orez inundate cu apă înainte de plantare aterizare orez fertilizează aceste câmpuri azot. Prima etapă de fixare a azotului atmosferic conduce la formarea de amoniac, și se numește amonificare. Plante de amoniac utilizate pentru sinteza aminoacizilor care alcătuiesc proteinele. A doua etapă microorganisme fixarea azotului - nitrificare, în care amoniacul format este transformat în săruri de acid azotic - nitrați. Nitrații sunt absorbite de rădăcinile plantelor și transportat la frunze, în care are loc sinteza proteinelor. Procesul de descompunere a proteinelor, transportate grup particular de bacterii numite denitrificare. Dezintegrarea merge mai întâi pentru a forma nitrați, amoniac și apoi, în final, de azot molecular. Cantitatea de azot în țesutul viu este de aproximativ 3% din conținutul său în ecosisteme fonduri de schimb. Timpul total al ciclului de azot - aproximativ 100 de ani.
Ciclul de carbon. Cicluri de dioxid de carbon și apă, la scară globală - cel mai important pentru ciclurile biogeochimice ale omenirii.
Ciclul carbonului biologic este destul de simplu; în ea implică numai compuși organici și CO2. Plantele consumă anual circa 100 de miliarde de tone de carbon 30 miliarde de tone a revenit în atmosferă, ca urmare a respirației plantelor. Restul de 70 de miliarde de tone asigura respirația și producția de animale, bacterii și ciuperci în diferite lanțuri alimentare. Plantele și animalele au trecut anual printr-un carbon 0,25-0,30%. conținut în atmosferă și oceane. Întregul ciclu de schimb de fond de carbon face ca fiecare 300-400 de ani.
Alt compus carbon în atmosferă - metan (CH4), care menține stabilitatea stratului de ozon din atmosferă.
Ciclul apei. Apa reprezinta o mare parte a entităților vii din corpul uman - 60% în greutate, iar în corpul plantelor este de 95%.
Pentru faza importanta omenirea a ciclului în cadrul ecosistemelor. Există patru procese au loc:
- interceptare. intercepteaza Vegetatia ea se încadrează în sediment de apă înainte de a ajunge la sol. Apa se evapora interceptat în atmosferă. Amploarea interceptării în latitudini temperate până la 25% din precipitarea totală este - evaporarea fizică;
- transpiration - instalații de evaporare a apei biologice. Acest lucru nu este apa de ploaie și apa închisă în plantă, adică, ecosistem. Plantele, care consumă aproximativ 40% din totalul precipitațiilor, joacă un rol major în ciclul apei;
- infiltrarea apei în sol - infiltrare. În această parte a apei infiltrate este reținută în sol, cu atât mai puternică cu cât ea vaporizat complex corespunzător acumulării de humus în sol;
- scurgere. În această frază, ciclul de excesul de apă din precipitațiile căzute se varsă în mări și oceane.
cicluri de carbon și azot din diferența dintre ciclul apei este că în aceste două ecosisteme elementul se acumulează și se leagă, ca apa trece prin ecosistemul aproape fără pierderi. Biosphere utilizează anual formarea biomasei 1% apă, se precipită sub formă de precipitații.
ciclu fosfor. Fosforul - una dintre cele mai importante componente biogene. Face parte din acizii nucleici, membranele celulare și sisteme de acumulare a energiei de transfer, os și dentină. Ciclul de fosfor este în întregime legată de activitatea organismului.
Spre deosebire de rezervorul de fosfor azot și carbon nu sunt atmosferă, roci și sedimente formate în ere geologice din trecut. ciclu fosfor - un exemplu tipic al ciclului de sedimentare.