Круговорот веществ и энергии в биосфере

Биология » Развитие органического мира. Биосфера » Круговорот веществ и энергии в биосфере

Все живые организмы находятся во взаимосвязи с неживой природой и включаются в непрерывный круговорот веществ и энергии. В результате происходит биогенная миграция атомов. Необходимые для жизни организмов 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 преобразуются живым веществом планеты. В процессе фотосинтеза зеленые растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород. Углекислый газ идет 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 азотфиксирующими бактериями и переводится в доступное для усвоения растениями состояние. Из почвы соединения азота поглощаются растениями для синтеза органических веществ. После отмирания другая группа микроорганизмов освобождает азот и возвращает его в атмосферу.

Таким образом, благодаря сбалансированному круговороту газов состав атмосферы поддерживается на постоянном уровне. Атмосфера имеет биогенное происхождение. В воздушный круговорот включается 98,3% всех веществ.

Большие запасы фосфора находятся в горных породах. При разрушении горных пород фосфор поступает в почву, а оттуда усваивается живыми организмами. Но часть фосфатов растворяется в воде и вымывается в Мировой океан, где оседает на дне в виде отложений.

Вода также втягивается в круговорот. В процессе фотосинтеза она используется для синтеза органических веществ, а при дыхании и разложении органических остатков выделяется в окружающую среду. Кроме того, вода необходима всем живым организмам. В ней растворяются минеральные соли и органические вещества, необходимые для усвоения живыми организмами. Через водную среду проходит круговорот натрия, магния, кальция, железа, серы и других элементов, которые в общей сложности составляют 1,7% от общего количества веществ, включаемых в круговорот.

В результате круговорота веществ происходит непрерывное перемещение химических элементов из живых организмов в неживую природу и обратно. Круговорот веществ состоит из двух противоположных процессов, которые связаны с аккумуляцией элементов в живых организмах и минерализацией в результате их разложения. Причем 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 испарение воды. И только 0,2% солнечной энергии утилизуется в процессе фотосинтеза. Эта энергия преобразуется в энергию химических связей органических веществ, при расщеплении и окислении которых в процессе питания энергия освобождается и расходуется на процессы жизнедеятельности организмов: рост, движение, размножение, развитие, обогрев тела. Этот процесс незамкнутый, поэтому постоянно необходимо поступление солнечной энергии.

Итак, биосфера представляет собой большую систему, состоящую 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.


Также смотрите:

Основные подходы в изучении старения и задачи геронтологии
За последние 5 лет удалось установить, что неблагоприятные факторы производственной среды и трудового процесса ускоряют старение организма работающих и необходимо применение специальных геропротекторов для профилактики преждевременного старения и увеличения профессион ...

Теория внешнего вмешательства
Эта теория с каждым днем приобретает все больше и больше сторонников. Согласно этой теории, появление людей на Земле, так или иначе, связано с деятельностью иных цивилизаций. В простейшем варианте инопланетной теории происхождения человека люди являются прямыми потомк ...

О базовых параметрах Вселенной и Галактики (Млечного Пути)
Несколько десятилетий назад, точнее, впервые в 1961 году, известный американский физик Роберт Дикке, а затем выдающийся английский современный физик и астрофизик Стивен Хокинг и его ученик Брэндон Картер, обратили наше внимание на то, что структура Вселенной чрезвычай ...