מהו המחזור הביוטי? כמערכת סגורה, היא פועלת בהצלחה כבר כמה מיליארדי שנים.
בוא ננסה להבין מהו המחזור הביוטי.
תכונות
צמחים מתים ושאריות של אורגניזמים מעובדים על ידי חרקים, פטריות, חיידקים ופרוטוזואה. בעלי חיים וצמחים הופכים בהדרגה לתרכובות אורגניות ומינרליות יסודיות. המחזור הביוטי כרוך בכניסה של חומרים אלו לאדמה, צריכתם לאחר מכן על ידי צמחים. התהליך מאופיין בסגירה, המשכיות, ריקבון, פירוק של תרכובות סופיות. זהו מעגל מתמשך השולט בחיים על פני כדור הארץ.
משמעות
המחזור הביוטי של פחמן במערכות אקולוגיות יבשתיות ייבחן באמצעות הדוגמה של זרחן.כמות מספקת של אלמנט זה מצויה באופק החומוס של קרקעות לא מופרעות, כמו גם בפסולת היער. בזכות המחזור ניתן לצבור כ-106-107 טון זרחן בביוספרה. הפיטומסה של ערבות אחו טבעיות מכילה כ-30 ק ג/הא של יסוד זה, וזה מספיק ליונקים.
החלפת אנרגיה
המחזור הביוטי כולל החלפת אנרגיה. המהות שלו מסתכמת בעובדה שהאנרגיה לא נעלמת בשרשרת התמורות המזון (טרופיות), אלא נצפית הפיכתה מסוג אחד לאחר.
אנרגיה סולארית עוברת טרנספורמציה בתהליך דומה בכל רמה. צריכה ישירה של אנרגיה סולארית אופיינית רק לצמחים ירוקים במסגרת הפוטוסינתזה.
הם יוצרים תרכובת אורגנית (גלוקוז) מפחמן דו חמצני ומים, וצוברים אנרגיה. עלים של צמחים נכללים בתהליך כימי זה רק בנוכחות אור שמש וכלורופיל.
תכונות תהליך
בתקופות מסוימות של קיומה של האנושות, המחזור הביוטי של החומרים הופרע. נמשכו רק עודפים, שהופקדו כגז, פחם, נפט, אבן גיר ומינרלים אורגניים אחרים.
במהלך שריפה של נפט או פחם בתנורים (מנועים), משתחררת ומשתמשת באנרגיה, אשר נצברה על ידי הביוספרה במשך מיליוני שנים. בעבר עודפים כאלהלא זרעו את הביוספרה, השפעתם השלילית על המחזור הביוטי לא נצפתה. היום זה שונה.
Specifics
גיוון של בעלי חיים חשוב ליישום מוצלח של המחזור. מין אחד לא יוכל לפרק את החומרים האורגניים של הצמחים בביוגאוצנוזה לתוצרים הסופיים. הוא מפרק רק חלק מהם, כמו גם חלק מהתרכובות האורגניות שיש בהם. רשתות ורשתות מזון נוצרות בצורה דומה.
בביוקנוזה, האווירה חשובה. זה עוזר לשמור על המחזור הביולוגי של אנרגיה וחומרים, כמו גם להבטיח איזון מים.
מזהם יכול להתפרק לצורות שיכולות להיות מעורבות בשלבים הבאים של המחזור ולהיטמע על ידי אורגניזמים חיים.
המחזור מבוסס על פירוק וספיגה של מזהמים על ידי מיקרואורגניזמים, הוא תלוי בפעילות ובכמות היסודות הכימיים המעורבים ישירות במחזור.
מערכת אקולוגית היא סכום הרכיבים האנאורגניים והאורגניים שבתוכם מתרחש המחזור הביוטי של החומרים.
דיאגרמת תהליך
צמחים, המקבלים זרימה קבועה של אנרגיה מהשמש, יוצרים תוצרים ראשוניים מחומר אנאורגני. בחוליות הנותרות של המחזור, חל שינוי ואובדן אנרגיה. יצרנים, צרכנים, מפרקים במערכת האקולוגית צורכים את החומר החי של הייצור המקורי. בעלי חיים צורכים לתהליך כזה פי כמה יותר חומר חי ברמה הנמוכה ביותר, מה שמוריד את הסכום הכוללעתודות אנרגיה. המחזור מסופק באמצעות האינטראקציה של שלוש הקבוצות.
הקבוצה הראשונה מורכבת ממפיקים. אלה כוללים צמחים ירוקים המעורבים באופן פעיל בפוטוסינתזה. חומרים כאלה הם גם חיידקים המסוגלים לבצע כימוסינתזה. הם יוצרים את החומר האורגני העיקרי.
הקבוצה השנייה - צרכני ההזמנה הראשונה. הם צרכנים של חומרים אורגניים. אלה כוללים טורפים, כמו גם פרוטוזואה. בעלי חיים המסווגים כטורפים, כ-250 מינים שונים.
הקבוצה השלישית - הורסים (מפרקים), המפרקים חומר אורגני מת למינרלים. אלה כוללים פטריות, חיידקים ופרוטוזואה. הצטברות אנרגיית השמש מתבצעת בענף העולה של המחזור עקב פוטוסינתזה. צמחים בשלב זה מסנתזים חומרים אורגניים מחנקן, מים, פחמן דו חמצני.
צריכת אנרגיה
מה עוד נחשבת בביולוגיה? נשימת הצמח תופסת בו מקום חשוב, שכן תהליך זה מחמצן כמעט מחצית מהחומר האורגני לפחמן דו חמצני, ומחזיר אותו לאטמוספירה.
הגרסה השנייה בגודלה של הוצאת תרכובות אורגניות ואנרגיה מאוחסנת היא השימוש של צרכנים מסדר ראשון של צמחים. האנרגיה שנאגרת על ידי phytophages עם מזון מושקעת על חיים, נשימה ורבייה. היא מופרשת בצואה.
בעלי חיים אוכלי עשב הם מזון לטורפים (צרכנים ברמה הטרופית הגבוהה ביותר). הם, בתורם, מבזבזים אנרגיה,הצטבר עם מזון, בדומה לבעלי חיים אוכלי עשב.
Relation of elements
קישור נפרד במערכת האקולוגית מספק שאריות אורגניות לסביבה. הם משמשים מקור אנרגיה ומזון לבעלי חיים ספרופגיים (פטריות, חיידקים). השלב הסופי של המרת הפחמימות הוא תהליך האחיזה, החמצון הבא של חומוס לפחמן דו חמצני, והמינרליזציה של שברי אפר. לאחר מכן הם נכנסים שוב לאטמוספירה ולאדמה, מהווים מזון לצמחים.
המחזור הביוטי הוא תהליך מתמשך של יצירה ופירוק של תרכובות אורגניות. זה מתממש דרך כל שלוש קבוצות האורגניזמים. חיים ללא מפיקים הם בלתי אפשריים, מכיוון שהם הבסיס לחיים. רק להם יש את היכולת ליצור חומר אורגני ראשוני, שבלעדיו המחזור הבא לא ימשיך.
בשל הצריכה של צרכנים של סדרים שונים של ייצור ראשוני ומשני, העברה ממין אחד למשנהו, מגוון צורות אפשרי על פני כדור הארץ. מפחיתים שמפרקים חומרים אורגניים מחזירים אותו לשלב הראשון של המחזור.
מחזורים בקנה מידה גדול של נדידה של רכיבים כימיים קושרים את הקונכיות החיצוניות של כדור הארץ לשלמות אחת, הם מסבירים את המשכיות האבולוציה.
אנרגיית השמש פועלת ככוח המניע של המחזור הביוטי. התהליך העיקרי התורם לייצור חומר אורגני הוא פוטוסינתזה. זה אפשרי רק כאשר צמחים ירוקים משתמשים באנרגיה סולארית.
עלים של צמחים (אוטוטרופים),שמסנתז גלוקוז, "שומר" על אנרגיית השמש לתרכובת אורגנית. כאשר נכנסים לביוספרה מהחלל, אנרגיה מצטברת בצמחים, בסלעים ובאדמה. השמש מבטיחה את זרימת היסודות הכימיים, מאפשרת היווצרות של חומרים אנאורגניים או אורגניים בתורם.
מה חשוב לדעת
בנוסף לפחמן, חמצן, מימן, מרכיבים אחרים בעלי חשיבות ביולוגית לוקחים חלק במחזור הביוטי: סידן, חנקן, זרחן, סיליקון, אשלגן, נתרן, גופרית. תהליך זה אינו אפשרי גם ללא יסודות קורט: יוד, אבץ, ברום, מוליבדן, כסף, ניקל, עופרת, מגנזיום. ברשימת היסודות הנספגים בחומר חי יש אפילו רעלים - ארסן, סלניום, כספית וכן רכיבים רדיואקטיביים (רדיום, אורניום).
מהירות רכיבה על אופניים
החלפת אנרגיה היא מחזורית. חידוש החומר החי של הביוספרה מתבצע לאחר כ-8 שנים. התהליך ממשיך הרבה יותר מהר באוקיינוס (לאחר 33 ימים). באטמוספרה, חמצן מוחלף תוך אלפיים שנה, ופחמן חד חמצני ב-6 שנים. החלפה מלאה של מים בהידרוספירה נמשכת 2800 שנים.
תרכובות כימיות הזמינות עבור מרכיבי הביוספרה מוגבלות. בשל התכלותם, התפתחותן של כמה קבוצות של אורגניזמים באוקיינוס וביבשה מעוכבת.
אפשרויות תפוצה
רק הודות למחזור האנרגיה והחומרים, נשמר מצב יציב של הביוספרה. ישנן שתי אפשרויות - גיאולוגית (גדולה) וביוגיאוכימית (קטנה).
שקול את הראשוןאפשרות מחזור. סלעים יציריים בהשפעת גורמים ביולוגיים, כימיים, פיזיים הופכים לסלעי משקע, בפרט, לחימר וחול. הם יכולים להתעורר גם במהלך סינתזה של מינרלים ביוגנים (מיקרואורגניזמים מתים) ממימי הים והאוקיינוסים. משקעים רופפים מימיים מצטברים בהדרגה בתחתית המאגר, מתקשים, יוצרים סלעים צפופים.
ואז יש את הטרנספורמציה שלהם, תהליכי המטמורפיזם נצפים. תחת פעולתם של חלקים של אנרגיה אנדוגנית, השכבות נמסות מחדש, ויוצרות מאגמה. כשהם עולים לפני השטח של כדור הארץ בהשפעת בליה, עוברים, הם הופכים שוב לסלעי משקע.
המחזור הגדול מאופיין באינטראקציה של אנרגיה אקסוגנית (שמש) עם האנרגיה האנדוגנית (העמוקה) של כדור הארץ. הודות לתהליך זה, החומר מופץ מחדש בין האופקים העמוקים והביוספירה של כדור הארץ.
זה כולל גם את תנועת המים בין הליתוספירה, האטמוספרה, ההידרוספירה, שנצברו באנרגיה סולארית. ראשית, מים מתאדים מפני השטח של האוקיינוס (ימים, אגמים, נהרות), ואז חוזרים לכדור הארץ בצורה של משקעים. לפצות על תהליכים כאלה נגר נהר. לצמחייה תפקיד חשוב במחזור המים.
זרימת דם קטנה אופיינית רק לביוספרה. מחזורים נוצרים בקנה מידה פלנטרי מתנועות מרובות מחזוריות של אטומים, כמו גם מהתנועות הנגרמות על ידי געשיות, תנועת קרקעית הים, אנרגיית רוח, זרימות תת קרקעיות.
סיכום
בביוספירה מסתובבים חומרים,יצירת מחזורים ביו-גיאוכימיים. הם צריכים את היסודות הבאים בכמויות גדולות: חמצן, חנקן, פחמן, מימן. המחזור שלהם אפשרי עקב תהליכי ויסות עצמי שבהם מרכיבים אחרים של מערכות אקולוגיות הופכים למשתתפים פעילים.
בכל שלבי התפתחות הביוספירה פועל חוק הסגירה העולמית של המעגל. הבסיס לתהליך כזה הוא אנרגיה סולארית, כמו גם הכלורופיל של צמחים ירוקים.
לפירוק מוחלט של חומר אורגני, שנוצר על ידי צמחים ירוקים, אתה צריך כמה חמצן שמשתחרר במהלך הפוטוסינתזה. הודות לקבורה של חומר אורגני בכבול, פחם, סלעי משקע, נשמרת קרן ההחלפה של חמצן באטמוספרה.
כתוצאה מהגידול במספר מפעלי התחבורה, התעשייה, מחזור החמצן בטבע מופרע. זה משפיע לרעה על הכדאיות של המערכת הביולוגית, מוביל למוטציות ולהכחדה מוחלטת של כמה מינים של צמחים ובעלי חיים חיים.
