Биологичният цикъл: описание и значение на процеса

Какво представлява биотичният цикъл? Като затворена система тя функционира успешно вече няколко милиарда години.

Да разгледаме биотичния цикъл.

Характеристики

Мъртвите растения и останки от организми се рециклират от насекоми, гъбички, бактерии, протозои. Животните и растенията постепенно се превръщат в минерални и органични съединения. Биологичният цикъл включва внасянето на тези вещества в почвата, последвано от приемането им от растенията. Процесът се характеризира със затваряне, непрекъснатост, разлагане, разлагане на крайни съединения. Това е непрекъснатият кръг, който управлява живота на планетата.

Значението на

Разгледайте биотичния цикъл на въглерода в сухоземните екосистеми с примера на фосфора. Достатъчни количества от този елемент се съдържат в хумусния хоризонт на ненарушените почви, както и в горската постилка. Цикълът запазва около 106-107 тона фосфор в биосферата. Във фитомасата на естествените тревни степи има около 30 kg/ha от този елемент, което е напълно достатъчно за бозайниците.

Обмен на енергия

Биотичният цикъл включва обмен на енергия. Същността му се състои в това, че във веригата от хранителни (трофични) трансформации енергията не изчезва, а се трансформира от един вид в друг.

Слънчевата енергия се трансформира в рамките на подобен процес на всяко ниво. Прякото използване на слънчевата енергия е характерно само за зелените растения чрез фотосинтеза.

Те създават органично съединение (глюкоза) от въглероден диоксид и вода и съхраняват енергия. Листата на растенията извършват подобен химичен процес само в присъствието на слънчева светлина и хлорофил.

Характеристики на процеса

Биотичният цикъл е бил нарушен през някои периоди от съществуването на човека. Отстранени са само излишъците, отложени като газ, въглища, нефт, варовик и други органични минерали.

Изгарянето на нефт или въглища в пещ (двигател) освобождава и използва енергия, която е била съхранявана в биосферата в продължение на милиони години. В миналото подобни излишъци не са замърсявали биосферата отрицателно въздействие върху Биотичен цикъл. Днес нещата са различни.

Специфичност

Животинското разнообразие е важно за успеха на цикъла. Един-единствен вид не би могъл да разгради растителната органична материя до крайните ѝ продукти в биогеоценоза. Той разгражда само част от тях, както и някои от органичните съединения, които се съдържат в тях. По подобен начин се формират хранителните мрежи и хранителните вериги.

В една биоценоза атмосферата е важна. Той спомага за поддържането на биологичния цикъл на енергията и материята, както и на водния баланс.

Замърсителят може да се разгради до форми, които могат да се включат в следващите етапи на цикъла и да бъдат усвоени от живите организми.

Цикълът се основава на разграждането и абсорбирането на замърсителите от микроорганизми и зависи от активността и количеството на химичните елементи, които участват пряко в цикъла.

Екосистемата е съвкупност от неорганични и органични компоненти, в които се осъществява биотичният цикъл.

Схема на процеса

Растенията, които получават постоянен приток на енергия от Слънцето, образуват първичен продукт от неорганични вещества. В останалата част от цикъла се извършва промяна и загуба на енергия. Производителите, консуматорите и разлагащите се в една екосистема консумират живата материя на първоначалните продукти. Животните консумират многократно повече низши живи организми за подобен процес, което намалява общия им енергиен запас. Цикълът се постига чрез взаимодействието на три групи.

Производителите са първата група. Това включва зелените растения, които участват активно във фотосинтезата. Бактериите също са способни на хемосинтеза. Именно те образуват първичната органична материя.

Втората група са потребителите от първи ред. Те са консуматори на органични вещества. Те включват хищници, но също и протозои. Около 250 различни вида организми, някои от които са хищници.

Третата група са декомпозитори (разложители), които разграждат мъртвата органична материя до минерали. Те включват гъбички, бактерии и протозои. Слънчевата енергия се съхранява във възходящия клон на цикъла благодарение на фотосинтезата. На този етап растенията синтезират органични вещества от азот, вода, въглероден диоксид.

Разход на енергия

Какво още разглежда биологията?? Дишането на растенията играе важна роля, тъй като по време на този процес почти половината от органичните вещества се окисляват до въглероден диоксид, който се връща в атмосферата.

Консумацията на органична материя и натрупана енергия от потребителите от първи ред на растенията е втората по големина група. Енергията, натрупана в храната на фитофагите, се изразходва за техните жизнени функции, дишане и размножаване. Той се отделя с фекалиите.

Растителноядните животни се хранят с месоядни животни (по-високи трофични нива на потребителите). На свой ред те изразходват енергията, натрупана в храната им, както правят тревопасните животни.

Взаимосвързани елементи

Единствената връзка в екосистемата в околната среда Доставя органични остатъци. Те са източник на енергия и храна за животинските сапрофаги (гъбички, бактерии). Последният етап от трансформацията на въглерода е процесът на хумификация, последващото окисление на хумуса до въглероден диоксид, минерализацията на пепелни фрагменти. След това те се връщат в атмосферата и почвата, като осигуряват храна за растенията.

Биотичният цикъл е непрекъснат процес на създаване и разрушаване на органични съединения. Извършва се и от трите групи организми. Не е възможно живот без производителите, тъй като те са в основата на живота. Само те имат способността да създават първична органична материя, без която не може да се осъществи последващият цикъл.

Чрез консумацията на различни видове първично и вторично производство от консуматорите, които преминават от един вид в друг, на Земята е възможно разнообразие от форми. Декомпозитори, които разграждат органичната материя и я връщат на първия етап от цикъла.

Широкомащабните цикли на химическа миграция свързват външната обвивка на планетата в единно цяло; те обясняват непрекъснатостта на еволюцията.

Биотичният цикъл се определя от слънчевата енергия. Основен процес, която произвежда органична материя, е фотосинтезата. Това е възможно само когато зелените растения използват слънчева енергия.

Листата на растенията (автотрофи), които синтезират глюкоза, "съхраняват" слънчевата енергия в органично съединение. След като попадне в биосферата от космоса, енергията се съхранява в растенията, скалите и почвата. Слънцето осигурява кръговрата на химичните елементи, което позволява редуването на образуване на неорганични и органични вещества.

Какво е важно да знаете

Биотичният цикъл съдържа не само въглерод, кислород и водород, но и други елементи с биологично значение: калций, азот, фосфор, силиций, калий, натрий, сяра. Този процес е невъзможен и без микроелементи: йод, цинк, бром, молибден, сребро, никел, олово, магнезий. В списъка на елементите, които се абсорбират от живата материя, са включени дори отрови като арсен, селен, живак и радиоактивни компоненти (радий, уран).

Скоростта на колоездене

Енергийният обмен е цикличен. Обновяването на живата материя в биосферата се извършва след около 8 години. В океана процесът протича много по-бързо (за 33 дни). В атмосферата са необходими около 2000 години, за да се замени кислородът, и 6 години, за да се замени въглеродният оксид. Водата в хидросферата се заменя напълно за 2800 години.

Химичните съединения, с които разполагат компонентите на биосферата, са ограничени. Поради изчерпването им развитието на някои групи организми в океана и на сушата е възпрепятствано.

Циклични промени

Само благодарение на кръговрата на енергията и материята биосферата се поддържа в стабилно състояние. Различават се два варианта - геоложки (голям) и биогеохимичен (малък).

Нека разгледаме първия вариант на цикъла. Магмените скали под въздействието на биологични, химични и физични фактори се превръщат в седиментни скали, по-специално в глина и пясък. Те могат да възникнат и в резултат на синтеза на биогенни минерали (мъртви микроорганизми) от морската и океанската вода. Водните, рехави седименти постепенно се натрупват на дъното на резервоара, втвърдяват се и образуват плътни скали.

След това те се трансформират и метаморфозират. Под действието на части от ендогенната енергия слоевете се разтопяват, образувайки магма. Когато се издигнат на повърхността на Земята, изветрянето и преносът ги превръщат отново в седиментни скали.

Големият цикъл се характеризира с взаимодействието на екзогенната (слънчева) енергия с ендогенната (дълбока) енергия на Земята. Този процес преразпределя веществата между дълбоките хоризонти и биосферата на планетата.

Това включва движението на водата между литосферата, атмосферата и хидросферата, което зависи от слънчевата енергия. Първоначално водата се изпарява от океана (морета, езера, реки), а след това се връща на сушата под формата на валежи. Тези процеси се компенсират от оттока на реките. Растителността играе важна роля във водния цикъл.

Малкото рециклиране е характерно само за биосферата. Циклите на цялата планета се създават от цикличните многократни движения на атомите, както и от тези, причинени от вулканизма, подвижността на морското дъно, енергията на вятъра и подземния отток.

Нека обобщим

В биосферата веществата циркулират, образувайки биогеохимични цикли. Те се нуждаят от кислород, азот, въглерод и водород в големи количества. Тяхната циркулация е възможна благодарение на саморегулиращи се процеси, в които други компоненти на екосистемите стават активни участници.

На всички етапи от развитието на биосферата действа законът за глобалното затваряне на цикъла. Основата на този процес е слънчевата енергия, както и хлорофилът на зелените растения.

За пълното разграждане на органичните вещества, произведени от зелените растения, е необходим толкова кислород, колкото се отделя при фотосинтезата. Погребването на органични вещества в торфа, въглищата и седиментите поддържа обмена на кислород в атмосферата.

В резултат на увеличения транспорт, промишлени предприятия Цикълът на кислорода в природата е нарушен. Това има отрицателен ефект върху жизнеспособността на биосистемата, като води до мутации и пълно изчезване на някои видове живи растения и животни.