Biotický cyklus: popis a význam procesu

Co představuje biotický cyklus? Jako uzavřený systém úspěšně funguje několik miliard let.

Zkusme pochopit, co představuje biotický cyklus.

Zvláštnost

Mrtvé rostliny a zbytky organismů zpracovávají hmyz, houby, bakterie, prvoky. Zvířata a rostliny se postupně přeměňují na základní organické a minerální sloučeniny. Biotický cyklus zahrnuje vstup těchto látek do půdy, následnou spotřebu rostlin. Proces se vyznačuje uzavřením, kontinuitou, rozpadem, rozkladem konečných sloučenin. Je to nepřetržitý kruh, který reguluje život na planetě.

Důležitost

Zvažte biotický cyklus uhlíku v suchozemských ekosystémech na příkladu fosforu. Dostatečné množství tohoto prvku se nachází v humusových horizontech nerušených půd, stejně jako v lesním podestýlce. Díky gyru je možné v biosféře akumulovat asi 106-107 tun fosforu. Ve fytomasě přírodních lučních stepí je asi 30 kg/ha tohoto prvku, což je pro savce dostačující.

Výměna energie

Biotický cyklus zahrnuje energetický metabolismus. Jeho podstata spočívá v tom, že energie nezmizí v řetězci potravinových (trofických) transformací, ale její transformace z jednoho druhu na druhý je pozorována.

Solární energie je transformována v rámci podobného procesu na každé její úrovni. Okamžitá spotřeba energie Slunce je charakteristická pouze pro zelené rostliny v rámci fotosyntézy.

Vytvářejí organickou sloučeninu (glukózu) z oxidu uhličitého a vody a ukládají energii. Listy rostlin jsou zahrnuty do podobného chemického procesu pouze v přítomnosti slunečního světla a chlorofylu.

Vlastnosti procesu

V některých obdobích existence lidstva byl narušen biotický cyklus látek. Byl proveden závěr pouze přebytku, který byl uložen jako plyn, uhlí, ropa, vápenec, jiné minerály organického druhu.

Při spalování ropy nebo uhlí se v pecích (motorech) uvolňuje a aplikuje energie, která se akumuluje biosférou po miliony let. V minulosti takové přebytky nezanášely biosféru, nebyly pozorovány negativní vliv na biotický cyklus. Dnes je všechno jiné.

Specifika

Pro úspěšné provedení cyklu je důležitá rozmanitost zvířat. Jeden druh nebude schopen rozložit organickou hmotu rostlin v biogeocenóze na konečné produkty. Rozkládá pouze část z nich a také některé organické sloučeniny v nich obsažené. Podobně se tvoří sítě a napájecí obvody.

V biocenóze je atmosféra nezbytná. Pomáhá udržovat biologický cyklus energie a látek a zajišťuje vodní rovnováhu.

Znečišťující látka se může rozložit na formy, které se mohou zapojit do následujících fází cyklu a mohou být absorbovány živými organismy.

Cyklus je založen na rozkladu a absorpci znečišťujících látek mikroorganismy, závisí na aktivitě a kvantitativním ukazateli chemických prvků, které se přímo podílejí na cyklu.

Ekosystém se nazývá součet anorganických a organických složek, ve kterých dochází k biotickému cyklu látek.

Schéma procesu

Rostliny, které dostávají konstantní tok energie Slunce, tvoří primární produkci z anorganické hmoty. Ve zbývajících článcích gyru dochází ke změně a ztrátě energie. Producenti, spotřebitelé, ředitelé v ekosystému konzumují živou hmotu původní produkce. Zvířata jsou pro takový proces spotřebována mnohonásobně více živé hmoty nižší úrovně, čímž se snižují celkové energetické rezervy. Koloběh je zajištěn interakcí tří skupin.

První skupinu tvoří producenti. Patří mezi ně zelené rostliny, které se aktivně podílejí na fotosyntéze. Takové látky jsou také bakterie, které jsou schopné chemosyntézy. Jsou to oni, kdo tvoří primární organickou hmotu.

Druhá skupina-konzumy prvního řádu. Jsou spotřebiteli organické hmoty. Patří mezi ně dravci i prvoci. Zvířata, která jsou klasifikována jako predátoři, jsou asi 250 různých druhů.

Třetí skupinou jsou destruktory( reduktory), které rozkládají mrtvé organické látky na minerály. Patří mezi ně houby, bakterie i prvoky. Akumulace energie Slunce se provádí na vzestupné větvi gyru díky fotosyntéze. Rostliny v této fázi syntetizují organickou hmotu z dusíku, vody, oxidu uhličitého.

Spotřeba energie

Co jiného zvažuje biologie? Dýchání rostlin v něm zaujímá důležité místo, protože v tomto procesu oxiduje téměř polovinu organické hmoty na oxid uhličitý a vrací ji do atmosféry.

Druhou největší možností pro spotřebu organické sloučeniny a uložené energie je použití konzumů prvního řádu rostlin. Energie, která je zásobována fytofágy s jídlem, se vynakládá na životně důležitou činnost, dýchání, reprodukci. Vyniká exkrementy.

Býložravci jsou potravou pro masožravce (Konzum nejvyšší trofické úrovně). Ty zase plýtvají energií uloženou v potravě, podobně jako býložravci.

Vztah prvků

Samostatný článek ekosystému v životní prostředí dodává organické zbytky. Slouží jako zdroj energie a potravy pro zvířata-saprofágy (houby, bakterie) . Posledním krokem při přeměně uhlohydrátů je proces humifikace, následná oxidace humusu na oxid uhličitý, mineralizace fragmentů popela. Poté se znovu dostanou do atmosféry a do půdy a jsou potravou pro rostliny.

Biotický cyklus je nepřetržitý proces vytváření a ničení organických sloučenin. Realizuje se prostřednictvím všech tří skupin organismů. Nemožný život bez výrobci, protože jsou základem života. Pouze oni mají schopnost vytvořit primární organickou hmotu, bez níž nebude pokračovat následný cyklus.

Díky spotřebě konzumů různých řádů primární a sekundární produkce, překladu z jednoho druhu do druhého, je na Zemi možná rozmanitost forem. Reducenty, které rozkládají organickou hmotu, ji vracejí do první fáze gyru.

Cykly migrace chemických složek ve velkém měřítku spojují vnější pláště planety do jednoho celku, vysvětlují kontinuitu evoluce.

Energie Slunce působí jako hnací síla biotického gyru. Hlavním procesem, přispívající k produkci organické hmoty je fotosyntéza. Je to možné pouze při použití zelených rostlin sluneční energie.

Listy rostlin( autotrofy), které syntetizují glukózu, "konzervují" sluneční energii do organické sloučeniny. Jakmile se energie dostane do biosféry z vesmíru, hromadí se v rostlinách, horninách a půdě. Slunce poskytuje cyklus chemických prvků, umožňuje střídavě vytvářet anorganické nebo organické látky.

Co je důležité vědět

V biotickém cyklu se kromě uhlíku, kyslíku, vodíku podílejí také další biologicky důležité prvky: vápník, dusík, fosfor, křemík, draslík, sodík, síra. Tento proces není možný bez stopových prvků: jód, zinek, brom, molybden, stříbro, nikl, olovo, hořčík. V seznamu prvků, které jsou absorbovány živou hmotou, jsou dokonce přítomny jedy-arsen, selen, rtuť a také radioaktivní složky (Radium, Uran) .

Rychlost koloběhu

Výměna energie má cyklický charakter. Obnova živé hmoty biosféry se provádí přibližně za 8 let. Proces probíhá mnohem rychleji v oceánu (za 33 dní). V atmosféře dochází k výměně kyslíku za dva tisíce let a oxidu uhelnatého za 6 let. Kompletní výměna vody v hydrosféře probíhá za 2800 let.

Chemické sloučeniny, které jsou k dispozici pro složky biosféry, jsou omezené. Kvůli jejich vyčerpání je vývoj některých skupin organismů v oceánu a na souši inhibován.

Možnosti koloběhu

Pouze díky cyklu energie a látek je udržován stabilní stav biosféry. Existují dvě možnosti-geologické (velké) a biogeochemické (malé).

Zvažte první možnost gyru. Vyvřelé horniny se vlivem biologických, chemických, fyzikálních faktorů přeměňují na sedimentární horniny, zejména na jíl a písek. Mohou také nastat při syntéze biogenních minerálů (odumřelých mikroorganismů) z vod moří a oceánů. Vodnaté volné srážky se postupně hromadí na dně nádrže, ztvrdnou a vytvoří husté horniny.

Pak přichází jejich transformace, jsou pozorovány procesy metamorfózy. Působením porcí endogenní energie se vrstvy přetaví a vytvoří Magma. Když jsou zvednuty na zemský povrch zvětráváním, jsou přeneseny zpět na sedimentární horniny.

Velký cyklus je charakterizován interakcí exogenní (sluneční) energie s endogenní (hlubokou) energií Země. Tímto procesem je hmota přerozdělena mezi hluboké obzory a biosféru planety.

Zahrnuje také pohyb vody mezi litosférou, atmosférou, hydrosférou, akumulovanou sluneční energií. Nejprve se voda odpařuje z povrchu oceánu( moře ,jezero, řeka), poté se ve formě srážek vrací na zemi. Kompenzujte takové procesy odtokem řeky. Vegetace hraje důležitou roli ve vodním cyklu.

Malý cyklus je charakteristický pouze pro biosféru. Koloběhy jsou vytvářeny v měřítku planety z cyklických vícenásobných pohybů atomů, jakož i těch pohybů způsobených vulkanismem, pohybem mořského dna, větrnou energií, podzemními odtoky.

Shrnout výsledek

V biosféře cirkulují látky a vytvářejí biogeochemické gyry. Ve velkém množství potřebují následující prvky: kyslík, dusík, uhlík, vodík. Jejich cirkulace je možná díky samoregulačním procesům, ve kterých se aktivními účastníky stávají další složky ekosystémů.

Ve všech fázích vývoje biosféry platí zákon o globálním uzavření gyru. Základem takového procesu je sluneční energie, stejně jako chlorofyl zelených rostlin.

K úplnému rozkladu organické hmoty, kterou vytvářejí zelené rostliny, je zapotřebí tolik kyslíku, kolik se uvolňuje během fotosyntézy. Díky pohřbívání organických látek v rašelině, uhlí, sedimentárních horninách se v atmosféře udržuje výměnný fond kyslíku.

V důsledku zvýšeného množství dopravy, průmyslové podniky cyklus kyslíku v přírodě je narušen. To negativně ovlivňuje životaschopnost biosystému, vede k mutacím a úplnému zániku některých druhů živých rostlin a zvířat.