Co je to biotický cyklus? Jako uzavřený systém úspěšně funguje několik miliard let.
Zkusme přijít na to, co je to biotický cyklus.
Funkce
Odumřelé rostliny a zbytky organismů jsou zpracovávány hmyzem, houbami, bakteriemi a prvoky. Živočichové a rostliny se postupně přeměňují na elementární organické a minerální sloučeniny. Biotický cyklus zahrnuje vstup těchto látek do půdy, jejich následnou spotřebu rostlinami. Proces je charakterizován uzavřením, kontinuitou, rozpadem, rozkladem konečných sloučenin. Je to nepřetržitý kruh, který řídí život na planetě.
Významnost
Biotický cyklus uhlíku v suchozemských ekosystémech bude zvažován na příkladu fosforu. Dostatečné množství tohoto prvku se nachází v humusových horizontech nenarušených půd a také v lesním opadu. Díky koloběhu je možné v biosféře akumulovat asi 106-107 tun fosforu. Fytomasa přirozených lučních stepí obsahuje asi 30 kg/ha tohoto prvku, což je pro savce poměrně dost.
Výměna energie
Biotický cyklus zahrnuje výměnu energie. Jeho podstata spočívá ve skutečnosti, že energie nemizí v řetězci potravních (trofických) přeměn, ale je pozorována její přeměna z jednoho typu na druhý.
Solární energie se transformuje podobným procesem na každé úrovni. Přímá spotřeba sluneční energie je typická pouze pro zelené rostliny v rámci fotosyntézy.
Vytvářejí organickou sloučeninu (glukózu) z oxidu uhličitého a vody a akumulují energii. Listy rostlin jsou součástí tohoto chemického procesu pouze za přítomnosti slunečního světla a chlorofylu.
Funkce procesu
V některých obdobích existence lidstva byl narušen biotický cyklus látek. Byly staženy pouze přebytky, které byly uloženy jako plyn, uhlí, ropa, vápenec a další organické nerosty.
Při spalování ropy nebo uhlí v pecích (motorech) se uvolňuje a využívá energie, kterou biosféra nashromáždila za miliony let. V minulosti takové přebytkynezasypávaly biosféru, jejich negativní vliv na biotický cyklus nebyl pozorován. Dnes je to jiné.
Specific
Pro úspěšnou realizaci cyklu je důležitá rozmanitost zvířat. Jeden druh nebude schopen rozložit organické látky rostlin v biogeocenóze na konečné produkty. Rozkládá jen část z nich, stejně jako některé organické sloučeniny, které se v nich nacházejí. Sítě a potravní řetězce se tvoří podobným způsobem.
V biocenóze je důležitá atmosféra. Pomáhá udržovat biologický koloběh energie a látek a také zajistit vodní rovnováhu.
Znečišťující látka se může rozložit do forem, které mohou být zapojeny do následujících fází cyklu a asimilovány živými organismy.
Cyklus je založen na rozkladu a absorpci škodlivin mikroorganismy, závisí na aktivitě a množství chemických prvků přímo zapojených do cyklu.
Ekosystém je souhrn anorganických a organických složek, ve kterých probíhá biotický cyklus látek.
Schéma procesu
Rostliny, které dostávají neustálý tok energie ze Slunce, tvoří primární produkty z anorganické hmoty. Ve zbývajících článcích cyklu dochází ke změně a ztrátě energie. Producenti, konzumenti, rozkladači v ekosystému spotřebovávají živou hmotu původní produkce. Zvířata pro takový proces spotřebují mnohonásobně více živé hmoty nejnižší úrovně, čímž se snižuje celkový početenergetické zásoby. Cirkulace je zajištěna prostřednictvím interakce tří skupin.
První skupinu tvoří producenti. Patří mezi ně zelené rostliny, které se aktivně podílejí na fotosyntéze. Takovými látkami jsou také bakterie, které jsou schopné chemosyntézy. Tvoří primární organickou hmotu.
Druhá skupina – spotřebitelé první objednávky. Jsou spotřebiteli organické hmoty. Patří mezi ně predátoři, stejně jako prvoci. Zvířata, která jsou klasifikována jako predátoři, asi 250 různých druhů.
Třetí skupina - destruktory (rozkladače), které rozkládají mrtvou organickou hmotu na minerály. Patří mezi ně houby, bakterie a prvoci. Akumulace sluneční energie se provádí na vzestupné větvi cyklu v důsledku fotosyntézy. Rostliny v této fázi syntetizují organické látky z dusíku, vody, oxidu uhličitého.
Spotřeba energie
Co dalšího zvažuje biologie? Dýchání rostlin v něm zaujímá důležité místo, protože tento proces oxiduje téměř polovinu organické hmoty na oxid uhličitý a vrací jej do atmosféry.
Druhou největší variantou utrácení organických sloučenin a uložené energie je využití rostlin prvního řádu. Energii, kterou fytofágy ukládají s potravou, spotřebují na život, dýchání a reprodukci. Vylučuje se v exkrementech.
Býložravá zvířata jsou potravou pro masožravce (konzumenty nejvyšší trofické úrovně). Oni zase plýtvají energií,nahromaděné s jídlem, podobně jako u býložravých zvířat.
Vztah prvků
Samostatný článek v ekosystému dodává organické zbytky do životního prostředí. Slouží jako zdroj energie a potravy pro saprofágní živočichy (houby, bakterie). Konečnou fází přeměny sacharidů je proces humifikace, následná oxidace humusu na oxid uhličitý a mineralizace úlomků popela. Poté se znovu dostanou do atmosféry a půdy a jsou potravou pro rostliny.
Biotický cyklus je nepřetržitý proces tvorby a rozkladu organických sloučenin. Realizuje se prostřednictvím všech tří skupin organismů. Život bez výrobců je nemožný, protože oni jsou základem života. Pouze oni mají schopnost vytvářet primární organickou hmotu, bez které následný cyklus neproběhne.
Vzhledem k spotřebě spotřebitelů různých řádů primární a sekundární výroby, přenosu z jednoho druhu na druhý, je na Zemi možný rozmanitý tvar. Reduktory, které rozkládají organické látky, je vracejí do první fáze cyklu.
Rozsáhlé cykly migrace chemických složek spojují vnější obaly planety do jednoho celku, vysvětlují kontinuitu evoluce.
Energie Slunce působí jako hnací síla biotického cyklu. Hlavním procesem přispívajícím k produkci organické hmoty je fotosyntéza. Je to možné pouze tehdy, když zelené rostliny využívají sluneční energii.
Listy rostlin (autotrofy),které syntetizují glukózu, „konzervují“sluneční energii na organickou sloučeninu. Energie, která se dostává do biosféry z vesmíru, se hromadí v rostlinách, horninách a půdě. Slunce zajišťuje cirkulaci chemických prvků, umožňuje tvorbu anorganických nebo organických látek.
Co je důležité vědět
Kromě uhlíku, kyslíku, vodíku se biotického cyklu účastní i další biologicky důležité prvky: vápník, dusík, fosfor, křemík, draslík, sodík, síra. Tento proces je také nemožný bez stopových prvků: jód, zinek, brom, molybden, stříbro, nikl, olovo, hořčík. Ve výčtu prvků, které živá hmota pohlcuje, jsou dokonce jedy - arsen, selen, rtuť a také radioaktivní složky (radium, uran).
Rychlost na kole
Výměna energie je cyklická. Obnova živé hmoty biosféry se provádí zhruba po 8 letech. V oceánu proces probíhá mnohem rychleji (po 33 dnech). V atmosféře se kyslík vymění za dva tisíce let a oxid uhelnatý za 6 let. Úplná výměna vody v hydrosféře trvá 2800 let.
Chemické sloučeniny, které jsou dostupné pro složky biosféry, jsou omezené. Kvůli jejich vyčerpatelnosti je vývoj některých skupin organismů v oceánu a na souši zpomalen.
Možnosti výpůjčky
Jen díky cirkulaci energie a látek je udržován stabilní stav biosféry. Existují dvě možnosti – geologická (velká) a biogeochemická (malá).
Zvažte prvnímožnost cyklu. Vyvřelé horniny se vlivem biologických, chemických, fyzikálních faktorů mění na sedimentární horniny, zejména na jíl a písek. Mohou vznikat i při syntéze biogenních minerálů (mrtvých mikroorganismů) z vod moří a oceánů. Vodnaté sypké sedimenty se postupně hromadí na dně nádrže, tvrdnou, tvoří husté horniny.
Poté dochází k jejich transformaci, pozorujeme procesy metamorfózy. Působením částí endogenní energie se vrstvy přetaví a vytvoří magma. Když vystoupí na povrch Země vlivem zvětrávání, přenosu, jsou opět přeměněny na sedimentární horniny.
Velký cyklus je charakterizován interakcí exogenní (sluneční) energie s endogenní (hlubinnou) energií Země. Díky tomuto procesu se látka přerozděluje mezi hluboké horizonty a biosféru planety.
Zahrnuje také pohyb vody mezi litosférou, atmosférou, hydrosférou, akumulovanou sluneční energií. Nejprve se voda vypařuje z povrchu oceánu (moře, jezera, řeky), poté se vrací na zem ve formě srážek. Kompenzujte takové procesy říčního odtoku. Vegetace hraje důležitou roli ve vodním cyklu.
Malý oběh je typický pouze pro biosféru. Cykly jsou vytvářeny na planetárním měřítku z cyklických mnohonásobných pohybů atomů, stejně jako z pohybů, které jsou způsobeny vulkanismem, pohybem mořského dna, větrnou energií, podzemními toky.
Summarize
V biosféře látky kolují,tvořící biogeochemické cykly. Potřebují tyto prvky ve velkém množství: kyslík, dusík, uhlík, vodík. Jejich cirkulace je možná díky samoregulačním procesům, kterých se ostatní složky ekosystémů stávají aktivními účastníky.
Ve všech fázích vývoje biosféry funguje zákon globálního uzavření cyklu. Základem takového procesu je sluneční energie a také chlorofyl zelených rostlin.
K úplnému rozkladu organické hmoty, kterou vytvářejí zelené rostliny, potřebujete tolik kyslíku, kolik se uvolní při fotosyntéze. Díky pohřbívání organické hmoty v rašelině, uhlí, sedimentárních horninách se v atmosféře udržuje výměnný fond kyslíku.
V důsledku nárůstu počtu dopravních, průmyslových podniků je narušen koloběh kyslíku v přírodě. To negativně ovlivňuje životaschopnost biosystému, vede k mutacím a úplnému vyhynutí některých druhů živých rostlin a živočichů.
