Dom › Salon › Uloga živih organizama u biosferi. Uloga žive tvari u biosferi Glavna pozornost u doktrini biosfere

Uloga živih organizama u biosferi. Uloga žive tvari u biosferi Glavna pozornost u doktrini biosfere

Pitanje 1. Kakav je utjecaj živih organizama na biosferu?
Živa bića pridonose prijenosu i kruženju tvari u prirodi. Zahvaljujući aktivnosti fotosintetika smanjila se količina ugljičnog dioksida u atmosferi, pojavio se kisik i stvorio zaštitni ozonski omotač. Aktivnost živih organizama određuje sastav i strukturu tla (obrada organskih ostataka razlagačima), štiti ga od erozije. U velikoj mjeri životinje i biljke također određuju sadržaj različitih tvari u hidrosferi (osobito u malim vodnim tijelima). Neki organizmi mogu selektivno apsorbirati i akumulirati određene kemijske elemente - silicij, kalcij, jod, sumpor itd. Rezultat aktivnosti živih bića su naslage vapnenca, željezne i manganove rude, rezerve nafte, ugljena, plina.

Pitanje 2. Recite nam nešto o ciklusu vode u prirodi.
Pod utjecajem sunčeve energije voda isparava s površine rezervoara i prenosi se zračnim strujama na velike udaljenosti. Padajući na površinu tla u obliku oborina, pridonosi razaranju stijena i čini minerale koji ih čine dostupnima biljkama, mikroorganizmima i životinjama. Nagriza gornji sloj tla i lišće zajedno s tvarima otopljenim u njemu. kemijski spojevi te suspendirane organske i anorganske čestice u mora i oceane. Kruženje vode između oceana i kopna najvažnija je karika u održavanju života na Zemlji.
Biljke sudjeluju u ciklusu vode na dva načina: izvlače je iz tla i isparavaju u atmosferu; Dio vode u biljnim stanicama razgrađuje se tijekom fotosinteze. U ovom slučaju vodik se fiksira u obliku organskih spojeva, a kisik ulazi u atmosferu.
Životinje konzumiraju vodu kako bi održale osmotsku ravnotežu i ravnotežu soli u tijelu te je izlučuju u vanjsko okruženje zajedno s produktima metabolizma.

Pitanje 3. Koji organizmi apsorbiraju ugljikov dioksid iz atmosfere?
Ugljični dioksid iz atmosfere apsorbiraju fotosintetski organizmi, koji ga asimiliraju i pohranjuju u obliku organskih spojeva (prvenstveno glukoze). Ugljični dioksid iz atmosfere apsorbiraju fotosintetski organizmi, koji ga asimiliraju i pohranjuju u obliku organskih spojeva (prvenstveno glukoze). Osim toga, dio atmosferskog ugljičnog dioksida otapa se u vodi mora i oceana, a zatim ga u obliku iona ugljične kiseline mogu uhvatiti životinje – mekušci, koralji, spužve, koje koriste karbonate za izgradnju školjaka i kostura. Rezultat njihove aktivnosti može biti stvaranje sedimentnih stijena (vapnenac, kreda itd.).

Pitanje 4. Opišite način na koji se vezani ugljik vraća u atmosferu.
Ugljik ulazi u biosferu kao rezultat njegove fiksacije u procesu fotosinteze. Količina ugljika koju biljke vežu godišnje procjenjuje se na 46 milijardi tona. Dio ulazi u tijelo životinja i oslobađa se disanjem u obliku CO 2 koji opet ulazi u atmosferu. Osim toga, rezerve ugljika u atmosferi obnavljaju se vulkanskom aktivnošću i ljudskim izgaranjem fosilnih goriva. Iako većinu ugljičnog dioksida koji ulazi u atmosferu apsorbira ocean i taloži u obliku karbonata, CO 2 u zraku polako, ali postojano raste.

Pitanje 5. Koji čimbenici, osim aktivnosti živih organizama, utječu na stanje našeg planeta?
Osim aktivnosti živih organizama, na stanje našeg planeta utječu abiotski čimbenici: kretanje litosfernih ploča, vulkanska aktivnost, valovi rijeka i mora, klimatske pojave, suše, poplave i drugi prirodni procesi. Neki od njih djeluju vrlo sporo; drugi su u stanju gotovo trenutno promijeniti stanje velikog broja ekosustava (velika vulkanska erupcija; jak potres popraćen tsunamijem; šumski požari; pad velikog meteorita).

Pitanje 6. Tko je prvi uveo pojam "noosfera" u znanost?
Noosfera (od grčkog noos - um) je pojam koji označava sferu međudjelovanja prirode i čovjeka; ovo je evolucijsko novo stanje biosfere, u kojem razumna djelatnost čovjeka postaje odlučujući čimbenik u njezinu razvoju. Pojam "noosfera" u znanost su prvi put uveli 1927. godine francuski znanstvenici Edouard Leroy (1870.-1954.) i Pierre Teilhard de Chardin (1881.-1955.).

Sažetak na temu:

Uvod

Biološki ciklus je pojava kontinuirane prirode, ciklička, pravilna, ali neujednačena u vremenu i prostoru, preraspodjela tvari, energije i informacija unutar ekoloških sustava različitih hijerarhijskih razina organizacije - od biogeocenoze do biosfere. Kruženje tvari na razini cijele biosfere naziva se veliki krug, a unutar određene biogeocenoze - mali krug biotičke razmjene.

Akademik V.I. Vernadsky je prvi postavio tezu o najvažnijoj ulozi živih organizama u formiranju i održavanju osnovnih fizikalnih i kemijskih svojstava Zemljinih ljuski. U njegovu konceptu biosfera se ne promatra samo kao prostor koji zauzima život, već kao cjeloviti funkcionalni sustav na čijoj se razini ostvaruje neraskidiva povezanost geoloških i bioloških procesa. Glavna svojstva života koja osiguravaju tu vezu su visoka kemijska aktivnost živih organizama, njihova pokretljivost i sposobnost samoreprodukcije i evolucije. U održavanju života kao planetarnog fenomena od iznimne je važnosti raznolikost njegovih oblika koji se razlikuju po skupu utrošenih tvari i otpadnih tvari ispuštenih u okoliš. Biološka raznolikost temelj je za nastanak stabilnih biogeokemijskih ciklusa tvari i energije u Zemljinoj biosferi.

Pitanja o ulozi živih organizama u maloj cirkulaciji razmatrali su znanstvenici, učitelji kao što su Nikolaikin N.I., Shilov I.A., Melekhova O.P. i tako dalje.

1. Uloga živih organizama u biološkom ciklusu

Posebno svojstvo života je izmjena tvari s okolinom. Svaki organizam mora primati određene tvari iz vanjske sredine kao izvore energije i materijala za izgradnju vlastitog tijela. Izvlače se produkti metabolizma koji više nisu prikladni za daljnju upotrebu. Dakle, svaki organizam ili skup istovrsnih organizama tijekom svoje životne aktivnosti pogoršava uvjete svog staništa. Mogućnost obrnutog procesa - održavanje životnih uvjeta ili čak njihovo poboljšanje - određena je činjenicom da biosferu nastanjuju različiti organizmi s različitim vrstama metabolizma.

U svom najjednostavnijem obliku, skup kvalitativnih životnih oblika predstavljaju proizvođači, konzumenti i razlagači, čija zajednička aktivnost osigurava ekstrakciju određenih tvari iz okoliša, njihovu transformaciju na različitim razinama trofičnih lanaca i mineralizaciju organske tvari do dostupnih komponenti. za sljedeće uključivanje u ciklus (osnovni elementi koji migriraju duž lanaca biološkog ciklusa - ugljik, vodik, kisik, kalij, fosfor, sumpor itd.).

Proizvođači su živi organizmi koji su sposobni sintetizirati organska tvar od anorganskih komponenti korištenjem vanjskih izvora energije. (Napominjemo da je dobivanje energije izvana opći uvjet za život svih organizama; energetski su svi biološki sustavi otvoreni) nazivaju se i autotrofi, jer se sami opskrbljuju organskom tvari. U prirodnim zajednicama proizvođači obavljaju funkciju proizvođača organske tvari nakupljene u tkivima tih organizama. Organska tvar služi i kao izvor energije za životne procese; vanjska energija se koristi samo za primarnu sintezu.

Svi proizvođači, prema prirodi izvora energije za sintezu organskih tvari, dijele se na fotoautotrofe i kemoautotrofe. Prvi koriste energiju sunčevog zračenja za sintezu u dijelu spektra valne duljine 380-710 nm. To su uglavnom zelene biljke, ali predstavnici nekih drugih kraljevstava organskog svijeta također su sposobni za fotosintezu. Među njima su od posebne važnosti cijanobakterije (modrozelene "alge") koje su, po svemu sudeći, bile prvi fotosintetičari u evoluciji života na Zemlji. Mnoge bakterije također su sposobne za fotosintezu, ali koriste poseban pigment - bakterioklorin - i ne ispuštaju kisik tijekom fotosinteze. Glavni polazni materijali koji se koriste za fotosintezu su ugljični dioksid i voda (osnova za sintezu ugljikohidrata), kao i dušik, fosfor, kalij i drugi elementi mineralne prehrane.

Stvaranjem organskih tvari na temelju fotosinteze, fotoautotrofi tako vežu iskorištenu sunčevu energiju, kao da je pohranjuju. Naknadno uništavanje kemijskih veza dovodi do oslobađanja tako "pohranjene" energije. Ovo se ne odnosi samo na korištenje fosilnih goriva; Energija "pohranjena" u biljnim tkivima prenosi se u obliku hrane duž trofičkih lanaca i služi kao osnova za tokove energije koji prate biogeni ciklus tvari.

Kemoautotrofi koriste energiju kemijskih veza u procesima sinteze organske tvari. Ova skupina uključuje samo prokariote: bakterije, arhebakterije i djelomično plavozelene. U procesima oksidacije mineralnih tvari oslobađa se kemijska energija. Egzotermne oksidativne procese koriste nitrifikacijske bakterije (oksidiraju amonijak u nitrite, a zatim u nitrate), željezne bakterije (oksidacija fero-željeza u oksid), sumporne bakterije (vodikov sulfid u sulfate). Metan, CO i neke druge tvari također se koriste kao supstrat za oksidaciju.

Uz svu raznolikost specifičnih oblika autotrofnih proizvođača, njihova opća biosferna funkcija je jedna i sastoji se u uključivanju elemenata nežive prirode u sastav tjelesnih tkiva, a time iu opći biološki ciklus. Ukupna masa autotrofnih proizvođača je više od 95% mase svih živih organizama u biosferi.

Potrošači. Živa bića koja nisu sposobna graditi svoje tijelo na temelju upotrebe anorganskih tvari, a zahtijevaju unos organske tvari izvana, kao dijelom hrane, pripadaju skupini heterotrofnih organizama koji žive od produkata sintetiziranih foto- odnosno kemosintetika. Hranu izvađenu na ovaj ili onaj način iz vanjske sredine heterotrofi koriste za izgradnju vlastitog tijela i kao izvor energije za razne oblike života. Dakle, heterotrofi koriste energiju pohranjenu u autotrofima u obliku kemijskih veza organskih tvari koje su sintetizirali. U protoku tvari u tijeku ciklusa zauzimaju razinu konzumenata obvezno vezanih uz autotrofne organizme (konzumenti 1. reda) ili uz druge heterotrofe kojima se hrane (konzumenti 2. reda).

Opće značenje konzumenata u prometu tvari je osebujno i višeznačno. Oni nisu nužni u izravnom procesu kruženja: umjetni zatvoreni modelni sustavi, sastavljeni od zelenih biljaka i mikroorganizama tla, uz prisutnost vlage i mineralnih soli, mogu postojati neograničeno dugo. dugo vremena zbog fotosinteze, uništavanja biljnih ostataka i uključivanja oslobođenih elemenata u novi ciklus. Ali to je moguće samo u stabilnim laboratorijskim uvjetima. U prirodnom okruženju povećava se vjerojatnost smrti takvih jednostavnih sustava od mnogih uzroka. “Garant” stabilnosti ciklusa su prije svega potrošači.

U procesu vlastitog metabolizma heterotrofi razgrađuju organske tvari dobivene u sastavu hrane i na temelju toga izgrađuju tvari vlastitog tijela. Transformacija tvari koje prvenstveno proizvode autotrofi u potrošačkim organizmima dovodi do povećanja raznolikosti žive tvari. Raznolikost je nužan uvjet za stabilnost svakog kibernetičkog sustava u odnosu na vanjske i unutarnje poremećaje. Živi sustavi – od organizma do biosfere u cjelini – djeluju po kibernetičkom principu. Povratne informacije.

Životinje, koje čine većinu potrošačkih organizama, karakteriziraju pokretljivost, sposobnost aktivnog kretanja u prostoru. Time učinkovito sudjeluju u migraciji žive tvari, njenom raspršivanju po površini planeta, što s jedne strane potiče prostorno naseljavanje života, as druge strane služi kao svojevrsni “garancijski mehanizam”. ” u slučaju uništenja života na bilo kojem mjestu zbog raznih razloga. .

Primjer takvog “prostornog jamstva” je dobro poznata katastrofa na o. Krakatoa: zbog vulkanske erupcije 1883. život na otoku je potpuno uništen, ali se oporavio u roku od samo 50 godina - zabilježeno je oko 1200 vrsta. Naseljavanje se odvijalo uglavnom na račun Jave, Sumatre i susjednih otoka, koji nisu bili zahvaćeni erupcijom, odakle su na različite načine biljke i životinje ponovno naselile otok prekriven pepelom i smrznutom lavom. U isto vrijeme prvi su se filmovi cijanobakterija pojavili (nakon 3 godine) na vulkanskom tufu i pepelu. Proces uspostavljanja održivih zajednica na otoku se nastavlja; šumske su cenoze još uvijek u ranim fazama sukcesije i znatno su pojednostavljene strukture.

Naposljetku, iznimno je važna uloga konzumenata, prvenstveno životinja, kao regulatora intenziteta tokova tvari i energije duž trofičkih lanaca. Sposobnost aktivne autoregulacije biomase i brzine njezine promjene na razini ekosustava i populacije određene vrste se u konačnici ostvaruje u obliku održavanja korespondencije između stopa stvaranja i uništavanja organske tvari u sustavima globalnog ciklusa. U takvom regulatornom sustavu ne sudjeluju samo potrošači, već se potonji (osobito životinje) razlikuju po najaktivnijoj i najbržoj reakciji na bilo kakve poremećaje u ravnoteži biomase susjednih trofičkih razina.

Načelno, sustav regulacije protoka tvari u biogenom ciklusu, koji se temelji na komplementarnosti ekoloških kategorija živih organizama koji taj sustav čine, djeluje na principu bezotpadne proizvodnje. Međutim, idealno se ovo načelo ne može promatrati zbog velike složenosti međudjelovanja procesa i čimbenika koji na njih utječu. Rezultat kršenja cjelovitosti ciklusa bile su naslage nafte, ugljena, treseta, sapropela. Sve te tvari nose energiju izvorno pohranjenu u procesu fotosinteze. Njihova upotreba od strane osobe je, takoreći, završetak ciklusa biološkog ciklusa "odgođen u vremenu".

Reduktori. U ovu ekološku kategoriju ubrajaju se heterotrofni organizmi, koji mrtvu organsku tvar (leševe, izmet, biljni otpad i sl.) koriste kao hranu, razlažu je u procesu metabolizma na anorganske komponente.

Djelomična mineralizacija organskih tvari događa se u svim živim organizmima. Dakle, u procesu disanja oslobađa se CO2, iz organizma se izlučuju voda, mineralne soli, amonijak itd. Pravim razlagačima, koji zaokružuju ciklus razgradnje organskih tvari, treba stoga smatrati samo one organizme koji u vanjski okoliš ispuštaju samo anorganske tvari koje su spremne uključiti se u novi ciklus.

Kategorija razlagača uključuje mnoge vrste bakterija i gljivica. Po prirodi svog metabolizma oni su redukcijski organizmi. Tako devitrifirajuće bakterije reduciraju dušik u njegovo elementarno stanje, dok sulfat reducirajuće bakterije reduciraju sumpor u vodikov sulfid. Krajnji produkti razgradnje organskih tvari su ugljikov dioksid, voda, amonijak, mineralne soli. U anaerobnim uvjetima razgradnja ide dalje - do vodika; nastaju i ugljikovodici.

Puni ciklus redukcije organske tvari je složeniji i uključuje veći broj sudionika. Sastoji se od niza uzastopnih karika u čijem nizu različiti organizmi razarači postupno pretvaraju organske tvari prvo u jednostavnije oblike, a tek potom u anorganske sastojke djelovanjem bakterija i gljivica.

Razine organizacije žive tvari. Zajednička aktivnost proizvođača, potrošača i razlagača uvjetuje kontinuirano održavanje globalnog biološkog ciklusa tvari u Zemljinoj biosferi. Ovaj proces podupiru pravilni odnosi prostornih i funkcionalnih dijelova koji čine biosferu, a osigurava ga poseban sustav veza koji djeluje kao mehanizam za homeostazu biosfere - održavajući njezino stabilno funkcioniranje u pozadini promjena vanjskih i unutarnji faktori. Stoga se biosfera može smatrati globalnim ekološkim sustavom koji osigurava održivo održavanje života u njegovoj planetarnoj manifestaciji.

Svaki biološki (uključujući ekološki) sustav karakterizira specifična funkcija, uređeni odnosi dijelova (podsustava) koji čine sustav i regulatorni mehanizmi temeljeni na tim interakcijama koji određuju cjelovitost i stabilnost sustava u odnosu na pozadinu fluktuirajućih vanjskih Uvjeti. Iz gore navedenog jasno je da biosfera po svojoj strukturi i funkciji odgovara pojmu biološkog (ekološkog) sustava.

Na razini biosfere kao cjeline ostvaruje se univerzalna funkcionalna veza žive tvari s neživom prirodom. Njegove strukturne i funkcionalne komponente (podsustavi), na čijoj se razini odvijaju specifični ciklusi biološkog ciklusa, su biogeocenoze (ekosustavi).

2. Mala cirkulacija tvari u biosferi

Biološki (biogeokemijski) ciklus (mali ciklus tvari u biosferi) - ciklus tvari čija je pokretačka snaga aktivnost živih organizama. Biogeokemijski ciklus tvari odvija se unutar biosfere. Glavni izvor energije ciklusa je sunčevo zračenje koje stvara fotosintezu. U ekosustavu organske tvari sintetiziraju autotrofi iz anorganskih tvari. Zatim ga konzumiraju heterotrofi. Kao rezultat izlučivanja tijekom života ili nakon smrti organizama, organske tvari prolaze kroz mineralizaciju, tj. pretvaranje u anorganske tvari. Te se anorganske tvari mogu ponovno upotrijebiti za sintezu organskih tvari pomoću autotrofa.

U biogeokemijskim ciklusima treba razlikovati dva dijela:

1. rezervni fond je dio tvari koji nije povezan sa živim organizmima;

2. fond za razmjenu – puno manji dio tvari koji je povezan izravnom razmjenom između organizama i njihovih neposredna okolina.

Ovisno o lokaciji rezervnog fonda, biogeokemijski ciklusi mogu se podijeliti u dvije vrste:

1. plinski ciklusi s rezervnim fondom tvari u atmosferi i hidrosferi (kruženje ugljika, kisika, dušika);

2. sedimentacijski ciklusi s rezervnim fondom u zemljinoj kori (kruženja fosfora, kalcija, željeza i dr.).

Ciklusi tipa plina su savršeni, jer imaju veliki razmjenski fond, a time i načine brze samoregulacije. Sedimentni ciklusi su manje savršeni, oni su inertniji, jer najveći dio tvari sadržan je u rezervnom fondu zemljine kore u obliku "nedostupnom" živim organizmima. Takvi ciklusi se lako poremete različitim vrstama utjecaja, a dio razmijenjenog materijala napušta ciklus. Ponovno se može vratiti u optok samo kao rezultat geoloških procesa ili ekstrakcijom od strane žive tvari. Međutim, kako bi se iz njega izdvojile tvari potrebne živim organizmima Zemljina kora mnogo teže nego iz atmosfere.

Intenzitet biološkog ciklusa prvenstveno je određen temperaturom okoline i količinom vode. Tako se, na primjer, biološki ciklus odvija intenzivnije u vlažnim tropskim šumama nego u tundri. Osim toga, biološki procesi u tundri odvijaju se samo u toploj sezoni.

Proizvođači, konzumenti, detritofagi i razlagači ekosustava, apsorbirajući i otpuštajući različite tvari, jasno i usklađeno međusobno djeluju. Organske tvari i kisik koje proizvode fotosintetske biljke najvažnije su namirnice za prehranu i disanje potrošača. U isto vrijeme, ugljični dioksid i mineralne tvari iz gnoja i urina koje ispuštaju konzumenti su biogeni, prijeko potrebni proizvođači. Dakle, tvari u ekosustavima čine gotovo potpuni ciklus, ulazeći najprije u žive organizme, potom u abiotski okoliš i ponovno se vraćajući u žive. Ovdje je jedno od osnovnih načela funkcioniranja ekosustava: primanje resursa i obrada otpada odvijaju se u procesu ciklusa svih elemenata.

Razmotrite cikluse najvažnijih tvari i elemenata za žive organizme. Mali biogeokemijski ciklus biogenih elemenata uključuje: ugljik, dušik, fosfor, sumpor itd.

2.1 Ciklus ugljika

Ugljik u prirodi postoji u mnogim oblicima, uključujući i organske spojeve. Anorganska tvar koja je u osnovi biogenog ciklusa ovog elementa je ugljikov dioksid (CO2). U prirodi je CO2 dio atmosfere, a otopljen je i u hidrosferi. Uključivanje ugljika u sastav organskih tvari događa se u procesu fotosinteze, uslijed čega nastaju šećeri na bazi CO2 i H2O. Naknadno, drugi biosintetski procesi pretvaraju te ugljike u složenije, kao iu proteine, lipide. Svi ti spojevi ne samo da tvore tkiva fotosintetskih organizama, već služe i kao izvor organske tvari za životinje i nezelene biljke.

U procesu disanja svi organizmi oksidiraju složene organske tvari; krajnji produkt ovog procesa, CO2, oslobađa se u okoliš, gdje se ponovno može uključiti u proces fotosinteze.

Pod određenim uvjetima u tlu, razgradnja nakupljenih mrtvih ostataka odvija se sporo - stvaranjem humusa pomoću saprofaga, čija se mineralizacija djelovanjem gljivica i bakterija može odvijati različitim, uključujući niskim brzinama. U nekim slučajevima lanac razgradnje organske tvari nije potpun. Konkretno, aktivnost saprofaga može biti inhibirana nedostatkom kisika ili povećanom kiselošću. U tom se slučaju organski ostaci nakupljaju u obliku treseta; ugljik se ne oslobađa i ciklus se zaustavlja. Slične situacije javljale su se iu prošlim geološkim epohama, o čemu svjedoče nalazišta ugljena i nafte.

U hidrosferi je obustava kruženja ugljika povezana s ugradnjom CO2 u CaCO3 u obliku vapnenca, krede i koralja. U ovom slučaju, ugljik je isključen iz ciklusa za cijele geološke epohe. Samo izdizanje organogenih stijena iznad razine mora dovodi do obnavljanja cirkulacije ispiranjem vapnenca atmosferskim padalinama. I to na biogeni način - djelovanjem lišajeva, korijena biljaka.

Šume su glavni rezervoar biološki vezanog ugljika, sadrže do 500 milijardi tona ovog elementa, što je 2/3 njegovih rezervi u atmosferi. Ljudska intervencija u ciklusu ugljika dovodi do povećanja sadržaja CO2 u atmosferi i razvoja efekta staklenika.

Brzina ciklusa CO2, tj. vrijeme koje je potrebno da sav ugljikov dioksid u atmosferi prođe kroz živu tvar je oko 300 godina.

2.2 Kruženje dušika

Glavni izvor dušik organskih spojeva – molekularni dušik u sastavu atmosfere. Njegov prijelaz u spojeve dostupne živim organizmima može se izvesti na različite načine. Tako se električna pražnjenja tijekom grmljavinske oluje sintetiziraju iz dušika i kisika u zraku, dušikovog oksida, koji s kišnicom ulazi u tlo u obliku nitrata ili dušične kiseline. Postoji i fotokemijska fiksacija dušika.

Važniji oblik asimilacije dušika je aktivnost mikroorganizama koji fiksiraju dušik i sintetiziraju složene proteine. Kada uginu, obogaćuju tlo organskim dušikom koji se brzo mineralizira. Na taj način godišnje u tlo ulazi oko 25 kg dušika po 1 ha.

Najučinkovitiju fiksaciju dušika provode bakterije koje stvaraju simbiotske veze s leguminoznim biljkama. Organski dušik koji oni formiraju difundira u rizosferu i također je uključen u prizemne organe biljke domaćina. Na taj se način u prizemnim i podzemnim biljnim organima po 1 ha akumulira godišnje 150-400 kg dušika.

Postoje mikroorganizmi koji fiksiraju dušik koji tvore simbiozu s drugim biljkama. U vodeni okoliš a na vrlo vlažnom tlu cijanobakterije izravno fiksiraju atmosferski dušik. U svim tim slučajevima dušik u biljke ulazi u obliku nitrata. Ti se spojevi prenose kroz korijenje i putove do lišća, gdje se koriste za sintezu proteina; potonji služe kao osnova za ishranu životinja dušikom.

Izlučevine i mrtvi organizmi čine osnovu prehrambenih lanaca organizama saprofaga, razgrađuju organske spojeve uz postupnu transformaciju organskih tvari koje sadrže dušik u anorganske. Posljednja karika u ovom redukcijskom lancu su amonifikacijski organizmi koji stvaraju amonijak, koji zatim može ući u ciklus nitrifikacije. Na taj način može se nastaviti ciklus dušika.

Istodobno dolazi do stalnog vraćanja dušika u atmosferu djelovanjem denitrifikacijskih bakterija koje razgrađuju nitrate do N2. Ove bakterije su aktivne u tlima bogatim dušikom i ugljikom. Zahvaljujući njihovom djelovanju, iz 1 ha tla godišnje ispari do 50-60 kg dušika.

Dušik se može isključiti iz ciklusa nakupljanjem u dubokim oceanskim sedimentima. To se u određenoj mjeri nadoknađuje oslobađanjem molekularnog N2 u sastavu vulkanskih plinova.

2.3 Ciklus fosfora

Od svih makronutrijenata (elemenata potrebnih za sav život u velikim količinama), fosfor je jedan od najrjeđih dostupnih rezervoara na površini Zemlje. U prirodi se fosfor nalazi u velikim količinama u brojnim stijenama. U procesu razaranja tih stijena ulazi u kopnene ekosustave ili se ispira oborinama i na kraju završava u hidrosferi. U oba slučaja ovaj element ulazi u hranidbeni lanac. U većini slučajeva organizmi razlagači mineraliziraju organske tvari koje sadrže fosfor u anorganske fosfate, koje biljke mogu ponovno iskoristiti i tako ponovno biti uključene u ciklus.

U oceanu dio fosfata s mrtvim organskim ostacima ulazi u duboke sedimente i tamo se nakuplja, isključujući se iz ciklusa. Proces prirodnog kruženja fosfora u suvremenim uvjetima intenzivira se primjenom fosfatnih gnojiva u poljoprivredi, čiji su izvor nalazišta mineralnih fosfata. To može biti razlog za zabrinutost, budući da se fosforne soli brzo ispiraju takvom uporabom, a opseg iskorištavanja mineralni resursi stalno rastu. Trenutno iznosi oko 2 milijuna tona godišnje.

2.4 Ciklus sumpora

Glavni rezervni fond sumpora nalazi se u sedimentu i tlu, ali za razliku od fosfora rezervni fond postoji u atmosferi. Glavnu ulogu u uključivanju sumpora u biogeokemijski ciklus imaju mikroorganizmi. Neki od njih su redukciona sredstva, drugi su oksidansi.

Sumpor se javlja u stijenama u obliku sulfida, u otopinama - u obliku iona, u plinovitoj fazi u obliku sumporovodika ili sumpornog dioksida. U nekim se organizmima sumpor nakuplja u čistom obliku (S), a kada oni uginu, stvaraju se naslage autohtonog sumpora na dnu mora.

U kopnenim ekosustavima sumpor u biljke ulazi iz tla uglavnom u obliku sulfata. U živim organizmima sumpor se nalazi u proteinima, u obliku iona itd. Nakon smrti živih organizama, dio sumpora u tlu mikroorganizmi reduciraju do HS, drugi dio se oksidira do sulfata i ponovno uključuje u ciklus. Nastali sumporovodik izlazi u atmosferu, tamo oksidira i vraća se u tlo s oborinama.

Ljudsko izgaranje fosilnih goriva, kao i emisije kemijska industrija, dovodi do nakupljanja sumpornog dioksida (SO) u atmosferi, koji, reagirajući s vodenom parom, pada na tlo u obliku kisele kiše.

Biogeokemijski ciklusi su pod velikim utjecajem ljudi. Gospodarska aktivnost narušava njihovu izolaciju, postaju aciklički.

Zaključak

Kroz dugu povijest Zemlje formirani su složeni odnosi koji podržavaju stabilno kruženje tvari, a time i postojanje života kao globalnog fenomena našeg planeta.

Zajednička aktivnost različitih živih organizama određuje pravilnu cirkulaciju pojedinih elemenata i kemijskih spojeva, uključujući njihovo uvođenje u sastav živih stanica, transformacije kemijske tvari u metaboličkim procesima, ispuštanju u okoliš i razgradnji organskih tvari, uslijed čega se oslobađaju mineralne tvari koje se ponovno uključuju u biološke cikluse.

Dakle, ciklusni procesi se odvijaju u određenim ekosustavima, ali biogeokemijski ciklusi se u potpunosti ostvaruju samo na razini biosfere kao cjeline. A zajednička aktivnost visokokvalitetnih životnih oblika osigurava ekstrakciju određenih tvari iz vanjskog okoliša, njihovu transformaciju na različitim razinama trofičnih lanaca i mineralizaciju organske tvari do komponenti dostupnih za sljedeće uključivanje u ciklus (glavni elementi koji migriraju duž lanaca biološkog ciklusa nalaze se ugljik, vodik, dušik, kalij, kalcij itd.).

Bibliografija

1. Kolesnikov S.I. Ekologija. - Rostov na Donu: "Feniks", 2003.

2. Petrov K.M. Opća ekologija: Interakcija društva i prirode: Uchebn. džeparac. 2. izd. - Sankt Peterburg; Kemija, 1998. (monografija).

3. Nikolaikin N.I. Ekologija.: Proc. za sveučilišta / Nikolaykin N.N., Nikolaykina N.E., Melekhina O.P. - 2. izdanje, revidirano. i dodatno - M .: Bustard, 2003.

4. Khotuntsev Yu.L. Ekologija i sigurnost okoliša: Proc. dodatak za studente. viši ped. udžbenik ustanove. - M .: Izdavački centar "Akademija", 2002.

5. Shilov I.A. Ekologija: Zbornik radova. za biol. i med. specijalista. sveučilišta I.A. Shilov. - 4. izdanje, Rev. - M .: Viša škola, 2003.

Pitanje 2. Recite nam nešto o ciklusu vode u prirodi.
Pod utjecajem sunčeve energije voda isparava s površine rezervoara i prenosi se zračnim strujama na velike udaljenosti. Padajući na površinu tla u obliku oborina, pridonosi razaranju stijena i čini minerale koji ih čine dostupnima biljkama, mikroorganizmima i životinjama. Nagriza gornji sloj tla i odlazi zajedno s u njemu otopljenim kemijskim spojevima i suspendiranim organskim i anorganskim česticama u mora i oceane. Kruženje vode između oceana i kopna najvažnija je karika u održavanju života na Zemlji.
Biljke sudjeluju u ciklusu vode na dva načina: izvlače je iz tla i isparavaju u atmosferu; Dio vode u biljnim stanicama razgrađuje se tijekom fotosinteze. U ovom slučaju vodik se fiksira u obliku organskih spojeva, a kisik ulazi u atmosferu.
Životinje konzumiraju vodu kako bi održale osmotsku ravnotežu i ravnotežu soli u tijelu te je otpuštaju u vanjski okoliš zajedno s produktima metabolizma.

Zaštita prirode općenito se shvaća kao sustav mjera usmjerenih na održavanje racionalne interakcije između ljudskih aktivnosti i prirodnog okoliša. Ovaj sustav mjera trebao bi osigurati očuvanje i obnovu prirodnih resursa, racionalno korištenje prirodni resursi kao i za sprječavanje izravnih i neizravnih štetnih učinaka industrijska proizvodnja na prirodu i ljudsko zdravlje. Istodobno se postavlja zadatak održavanja ravnoteže između razvoja proizvodnje i održivosti prirodnog okoliša u interesu čovječanstva. To zahtijeva sveobuhvatno proučavanje procesa koji se odvijaju u prirodnom okruženju i organizaciju svih vrsta proizvodnje, uzimajući u obzir identificirane obrasce. Znanstvena osnova za proučavanje prirodnih objekata i integrirani pristup organizaciji moderne proizvodnje je doktrina biosfere Zemlje.

Pojam "biosfera" uveo je 1875. godine austrijski geolog E. Suess; utemeljitelj moderne teorije o biosferi je ruski znanstvenik V. I. Vernadski. Prema mišljenju V. I. Vernadskog, biosfera pokriva prostor u kojem živa tvar djeluje kao geološka sila koja oblikuje lice Zemlje;

U moderan pogled Biosfera je složen dinamički veliki sustav koji se sastoji od mnogih komponenti žive i nežive prirode, čija se cjelovitost održava kao rezultat stalnog biološkog ciklusa tvari.

Učenje V. I. Vernadskog temelji se na idejama o planetarnoj geokemijskoj ulozi žive tvari u formiranju biosfere, kao produkta dugotrajne transformacije tvari i energije u tijeku geološkog razvoja Zemlje. Živa tvar je skup živih organizama koji su postojali ili postoje u određenom vremenskom razdoblju i snažan su geološki čimbenik. Za razliku od živih bića koja proučava biologija, živu tvar kao biogeokemijski čimbenik karakterizira elementarni sastav, masa i energija. Akumulira i transformira sunčevu energiju i uključuje anorgansku tvar u kontinuirani ciklus. Atomi gotovo svih kemijskih elemenata više puta su prošli kroz živu tvar. U konačnici, živa tvar odredila je sastav atmosfere, hidrosfere, tla i, u velikoj mjeri, sedimentnih stijena našeg planeta.

U I. Vernadski je isticao da živa tvar akumulira energiju kozmosa, pretvara je u energiju zemaljskih procesa (kemijskih, mehaničkih, toplinskih, električnih itd.) i u neprekidnoj izmjeni tvari s inertnom materijom planeta osigurava formiranje žive tvari, koja ne samo da zamjenjuje njezine umiruće mase, već i unosi nove kvalitete, određujući time proces evolucije organskog svijeta.

Prema pogledima V. I. Vernadskog, biosfera uključuje četiri glavne komponente:

živa tvar - ukupnost svih živih organizama;

biogene tvari, tj. proizvodi nastali kao rezultat vitalne aktivnosti raznih organizama (ugljen, bitumen, treset, šumska stelja, humus tla i dr.);

bioinertna tvar - anorganska tvar transformirana od strane organizama (primjerice, površinska atmosfera, neke sedimentne stijene itd.);

inertna tvar - stijene uglavnom magmatskog, anorganskog porijekla koje čine zemljinu koru.

Sve vrste biljaka, životinja i mikroorganizama, u interakciji s okolišem, osiguravaju svoje postojanje ne kao zbroj jedinki, već kao jedinstvena funkcionalna cjelina, što je populacija (populacija bora, komaraca itd.).

Prema S. S. Schwartzu, populacija je elementarna skupina organizama određene vrste, koja ima sve potrebne uvjete za održavanje svoje brojnosti na neodređeno vrijeme. Dugo vrijeme i u uvjetima okoline koji se stalno mijenjaju. Drugim riječima, populacija je oblik postojanja vrste, onaj nadorganizamski sustav koji vrstu čini potencijalno (ali ne i stvarno) besmrtnom. To ukazuje na to da je sposobnost prilagodbe populacije puno veća od sposobnosti pojedinačnih organizama koji je čine.

Populacija kao elementarna ekološka jedinica ima određenu strukturu koju karakteriziraju sastavne jedinke i njihov raspored u prostoru. Populacije karakterizira rast, razvoj i sposobnost opstanka u uvjetima koji se stalno mijenjaju.

U prirodi populacije biljaka, životinja i mikroorganizama čine sustave višeg ranga - zajednice živih organizama ili, kako ih se uobičajeno naziva, biocenoze. Biocenoza je organizirana grupa populacije biljaka, životinja i mikroorganizama koji žive u interakciji pod istim uvjetima okoliša. Koncept "biocenoze" predložio je 1877. godine njemački zoolog K-Mobius, koji je utvrdio da su svi članovi jedne zajednice živih organizama u bliskoj i stalnoj vezi. Biocenoza je proizvod prirodni odabir, kada njegovo stabilno postojanje u vremenu i prostoru ovisi o prirodi međudjelovanja populacija i moguće je samo uz obaveznu opskrbu energijom zračenja od Sunca i prisutnost stalnog kruženja tvari.

Ponekad, kako bi se pojednostavilo proučavanje biocenoze, uvjetno se dijeli na zasebne komponente: fitocenoza - vegetacija, zoocenoza - životinjski svijet, mikrobiocenoza - mikroorganizmi. Takva podjela dovodi do umjetnog odvajanja zasebnih skupina živih organizama koji ne mogu samostalno postojati. Ne može postojati stabilan sustav koji bi se sastojao samo od biljaka ili samo od životinja. Zajednice i njihove komponente moraju se promatrati kao biološka cjelina različiti tipoviživući organizmi.

Biocenoza se ne može razvijati sama od sebe, izvan i neovisno o okolišu anorganskog svijeta. Kao rezultat toga, u prirodi nastaju određeni relativno stabilni kompleksi, skupovi živih i neživih komponenti. Prostor s homogenim uvjetima u kojem živi zajednica organizama (biocenoza) naziva se biotop, tj. biotop je mjesto postojanja, stanište za biocenozu. Stoga se biocenoza može smatrati povijesno uspostavljenim kompleksom organizama, karakterističnim za ovaj biotop.

Biocenoza s biotopom čini dijalektičko jedinstvo, biološki makrosustav još višeg ranga - biogeocenoza. Pojam "biogeocenoza", koji označava ukupnost biocenoze i njenog staništa, predložio je 1940. V. N. Sukachev. Pojam je praktički identičan pojmu "ekosustav", koji pripada A. Tensleyu.

Ekološki sustav je sustav koji se sastoji od živih i neživih elemenata okoliša, između kojih postoji razmjena tvari, energije i informacija. Ekološki sustavi različitih rangova mogu uključivati ograničen ili vrlo velik broj komponenti i zauzimati male ili vrlo velike površine i volumene; ekološki sustav Europe, ekološki sustav zemlje, ekološki sustav regije, okruga, područja djelovanja poduzeća itd.

Biogeocenoza se shvaća kao element biosfere, gdje u određenoj mjeri biocenoza (zajednica živih organizama) i biotop koji joj odgovara (dijelovi atmosfere, litosfere i hidrosfere) ostaju homogeni i usko povezani u jedinstveni kompleks. . Odnosno, pod biogeocenozom se podrazumijeva prirodni prirodni kompleks kroz koji ne prolazi značajnija biocenotska, geomorfološka, hidrološka, mikroklimatska, noćno-geokemijska ili bilo koja druga granica. To je područje biosfere koje je homogeno u pogledu topografskih, mikroklimatskih, hidroloških i biotskih uvjeta. Koncept "ekološkog sustava" ne nosi to ograničenje i može kombinirati različite prirodne komplekse (šuma, livada, rijeka itd.). Sama biogeocenoza je elementarni ekološki sustav.

Osnovna strukturna jedinica biosfere - biogeocenoza - sastoji se od dvije međusobno povezane komponente (slika 3.1):

abiotički (biotop), uključujući abiotičke elemente okoliša koji su u vezi sa živim organizmima;

biotski (biocenoza), zajednica živih organizama koji žive unutar odabranog biotopa (odabranog ekološkog sustava).

Abiotička komponenta uključuje sljedeće komponente: litosferu, hidrosferu i atmosferu.

U litosferi se izdvaja dio niza stijena, zemljine površine, koji su stanište živih organizama i dio su odabrane biocenoze. Važna karakteristika biotop je dio zemljine površine s posebnom građom i materijalnim sastavom tala (pedosfera) unutar odabranog područja.

Hidrosfera uključuje površinske i podzemne vode koje se nalaze unutar biotopa i izravno ili neizravno osiguravaju životnu aktivnost živih organizama, kao i vodu koja pada u obliku oborina na području odabranog područja.

Atmosfera (plinska komponenta) uključuje: atmosferski zrak; plinovi otopljeni u površinskim i podzemnim vodama; plinovita komponenta tla, kao i plinovi ispušteni iz planinskog lanca, koji izravno ili neizravno utječu na vitalnu aktivnost živih organizama.

Biotička komponenta prirodnog okoliša (biocenoza) uključuje tri komponente: fitocenozu-producente (proizvođače) primarne proizvodnje, akumulirajuću sunčevu energiju; eocenoza - potrošači, proizvođači sekundarnih proizvoda, koji za svoj život koriste energiju sadržanu u organskoj tvari fitocenoze; mikrobocenoze-reduktori (disruptori), organizmi koji žive od energije mrtve organske tvari i osiguravaju njezino uništavanje (mineralizaciju) uz proizvodnju početnih mineralnih elemenata u obliku pogodnom za korištenje biljaka za reprodukciju primarnih organskih proizvoda.

Sve komponente prirodnog okoliša (biogeocenoza), njegove biotičke i abiotičke komponente u stalnom su odnosu i osiguravaju jedna drugoj evolucijski razvoj. Sastav i svojstva litosfere, hidrosfere i atmosfere uvelike određuju žive organizme. Istodobno, sami živi organizmi, pružajući vitalnu aktivnost jedni drugima, ovise o promjenama u uvjetima okoliša. Vanjsko okruženje osigurava im energiju i esencijalne hranjive tvari.

Dakle, općenito, biosfera uključuje sljedeće razine života: stanovništvo, biocenoza, biogeocenoza. Svaka od ovih razina je relativno neovisna, što osigurava evoluciju makrosustava u cjelini, gdje je jedinica koja se razvija populacija. Istovremeno, osnovna strukturna jedinica biosfere je biogeocenoza, odnosno zajednica organizama u vezi s anorganskim staništem (vidi sliku 3.1).

U suvremenim uvjetima ljudska se djelatnost transformira prirodni resursi(šume, stepe, jezera). Zamjenjuju se sjetvom i sadnjom kulturnih biljaka. Tako nastaju novi ekološki sustavi – agrobiogeocenoze ili agrocenoze. Agrocenoze nisu samo poljoprivredna polja, već i poljozaštitne šumske plantaže, pašnjaci, šumske plantaže, ribnjaci i akumulacije, kanali i isušene močvare. U većini slučajeva agrobiocenoze u svojoj strukturi karakterizira mali broj vrsta živih organizama, ali njihova velika brojnost. Iako postoje mnoge specifičnosti u strukturi i energiji prirodnih i umjetnih biocenoza, među njima nema temeljnih razlika.

Situacija je puno složenija s ekološkim sustavima koji nastaju u zonama utjecaja industrijskih poduzeća, gradova, brana i drugih velikih inženjerskih građevina. Ovdje se, kao rezultat aktivnog utjecaja ljudi na okoliš, formiraju kvalitativno novi ekološki sustavi, čije je funkcioniranje osigurano kao rezultat prirodnih procesa i stalnog utjecaja industrijskog poduzeća na abiotičko (neživo) i biotičke (žive) komponente prirode.

5. Biotički ciklus tvari u biosferi

Postojanje biosfere kao cjeline i njezinih pojedinih dijelova osigurava kruženje tvari i pretvorbu energije:

Kruženje tvari u biosferi odvija se prije svega na temelju vitalne aktivnosti najrazličitijih organizama. Svaki organizam izvlači iz okoliša tvari potrebne za svoju vitalnu aktivnost i vraća neiskorištene. Štoviše, neki tipovi živih organizama konzumiraju tvari koje su im potrebne izravno iz okoliša, drugi prvo koriste prerađene i izolirane proizvode, treći potom, i tako dalje sve dok se tvar ne vrati u prirodni1 okoliš u svom izvornom stanju. Otuda se javlja potreba za suživotom različitih organizama (raznolikost vrsta) koji su sposobni međusobno koristiti produkte životne aktivnosti, tj. funkcionirati praktički bez otpada; nova proizvodnja bioloških proizvoda.

Ukupan broj živih organizama i brzina njihova razvoja u biocenozi ovise o količini energije koja ulazi u ekološki sustav, brzini njezina prijenosa kroz pojedine elemente sustava i intenzitetu kruženja mineralnih tvari. Značajka ovih procesa je da hranjive tvari (ugljik, dušik, voda, fosfor itd.) neprestano kruže između biotopa i biocenoze, odnosno troše se nebrojeno puta, a energija koja ulazi u ekološki sustav u obliku struje sunčevog zračenja, troši se ^ Xia Potpuno. Prema zakonu očuvanja i transformacije, energija koja ulazi u ekološki sustav može prelaziti iz jednog oblika u drugi. Drugo temeljno načelo je da se bilo koja radnja povezana s transformacijom energije ne može odvijati bez njenog gubitka u obliku topline raspršene u prostoru.To jest, dio energije koji ulazi u ekološki sustav gubi se i ne može raditi.

Svaki ekološki sustav u procesu svoje evolucije teži svom ravnotežnom stanju, kada svi njegovi fn=eic parametri poprimaju konstantnu vrijednost, a koeficijent učinkovitosti doseže svoju maksimalnu vrijednost»

Vitalna aktivnost svakog organizma osigurava se kao rezultat višestranih biotičkih odnosa u koje ulazi s drugim organizmima. Svi se organizmi mogu klasificirati prema načinu hranjenja i trofičkoj razini na kojoj se nalaze u općem hranidbenom lancu. Prema načinu ishrane razlikuju se dvije skupine: autotrofi i heterotrofi.

Autotrofi imaju sposobnost stvaranja organskih tvari iz anorganskih tvari koristeći energiju Sunca ili energiju oslobođenu tijekom kemijskih reakcija.

Heterotrofni organizmi koriste organsku tvar kao hranu. U tom slučaju žive biljke ili njihovi plodovi, mrtvi ostaci biljaka i životinja mogu se koristiti kao hrana. Štoviše, svaki organizam u prirodi u ovom ili onom obliku služi kao izvor prehrane za niz drugih organizama.

Kao rezultat sukcesivnog prijelaza organske tvari s jedne trofičke razine na drugu dolazi do kruženja tvari i prijenosa energije u prirodi (slika 3.2). Istodobno, organske tvari, koje se kreću s jedne trofičke razine na drugu, djelomično su isključene iz ciklusa. Kao rezultat toga, organski spojevi se nakupljaju na Zemlji u obliku mineralnih naslaga (treset, ugljen, nafta, plin, uljni škriljevac itd.). Međutim, suštinski se biomasa na Zemlji ne akumulira, već se održava na određenoj razini, budući da se stalno uništava i ponovno stvara iz istog građevnog materijala, tj. u njegovim granicama odvija se nesmetano kruženje tvari. U tablici. 3.1 daje podatke o stopi reprodukcije biomase za neke prirodne ekološke sustave.

U procesu vitalne aktivnosti organizama radikalno se transformirao i neživi dio biosfere. U atmosferi se pojavio slobodni kisik, au njezinim gornjim slojevima pojavio se ozonski zaslon; ugljični dioksid, koji su organizmi ekstrahirali iz zraka i vode, sačuvan je u naslagama ugljena i kalcijevog karbonata.

Kao posljedica geoloških procesa dolazi do deformacija i razaranja gornjeg dijela litosfere. Prethodno zakopane sedimentne stijene ponovno su na površini. U budućnosti dolazi do njihovog trošenja, u kojem aktivno sudjeluju i živi organizmi.

Otpuštanjem ugljičnog dioksida, organskih i mineralnih kiselina pridonose razaranju stijena i time sudjeluju u procesu migracije kemijskih elemenata.

Ukupna količina sunčeve energije koju godišnje primi Zemlja je približno 2-1024 J. U procesu fotosinteze godišnje nastane oko 100 milijardi tona organskih tvari i akumulira se 1,9-1021 J sunčeve energije. Za procese fotosinteze iz atmosfere se godišnje uključi 170 milijardi tona ugljičnog dioksida, fotokemijskim se putem razgradi oko 130 milijardi tona vode, a u okoliš se ispusti 115 milijardi tona kisika. Osim toga, 2 milijarde tona dušika, silicija, amonijaka, željeza, kalcija i mnogih drugih tvari uključeno je u kruženje tvari. Ukupno je više od 60 elemenata uključeno u biološki ciklus.

Faza sinteze organske tvari zamjenjuje se u sljedećoj fazi biološkog ciklusa fazom njezine destrukcije uz istodobnu disipaciju potencijalne kemijske energije (u obliku toplinske energije) u prostoru.Kao rezultat, organska tvar prelazi u plin, tekući i čvrsti oblici (mineralni i drugi spojevi). U procesu ove tri faze obnavlja se biološki ciklus koji je podržan sunčevom energijom iu kojem sudjeluju praktički iste mase tvari i kemijskih elemenata.

U procesu geološkog kruženja tvari mineralni spojevi se prenose s jednog mjesta na drugo na planetarnoj razini, a dolazi i do prijenosa i promjene agregatnog stanja vode (tekuće, krute - snijeg, led; plinovite - lari). Voda najintenzivnije kruži u parovitom stanju.

Kruženje vode u biosferi temelji se na činjenici da se ukupno isparavanje kompenzira oborinama. Istovremeno, više vode ispari iz oceana nego što se vrati s oborinama. Na kopnu, naprotiv, padne više oborina, ali višak otječe u jezera i rijeke, a odatle opet u ocean.

Pojavom žive tvari temeljene na kruženju vode i mineralnih spojeva otopljenih u njoj, t.j. na temelju abiotičkog, geološkog, nastao je ciklus organske tvari, odnosno mali biološki ciklus.

U biološkom ciklusu najvažniji proces je transpiracija. Kada korijen biljke apsorbira vlagu iz tla, u nju s vodom ulaze mineralne i organske tvari otopljene u vodi. Proces transpiracije također je važan za regulaciju temperature biljke, sprječavajući njezino pregrijavanje. Zbog gubitka topline koji nastaje isparavanjem vode, temperatura biljke se smanjuje. Istodobno, ovaj proces regulira sama biljka - u vrućem vremenu puči na lišću šire se otvaraju i to pridonosi povećanju isparavanja i smanjenju temperature, a na nižoj temperaturi puči su prekrivene , smanjuje se intenzitet isparavanja. Dakle, transpiracija je i fiziološki i fizički proces, budući da se od običnog isparavanja iz nežive tvari razlikuje po sposobnosti regulacije same biljke.

Transpiracijski kapacitet biljke često se procjenjuje transpiracijskim koeficijentom koji karakterizira količinu vode koja se mora potrošiti da bi se formirala jedinica mase suhe tvari biljke. Na primjer, za formiranje 1 tone samljevene biljne mase pšenice, tj. žitarica i slame, troši se 300-500 m3 vode Potrošnja vode za travepiraciju ovisi o velikom broju čimbenika: prirodi same biljke, vremenskim prilikama i prisutnosti vlage u tlu. U suhom, vrućem vremenu biljka treba potrošiti veliku količinu vode za transpiraciju.

Korijenje biljke upija vlagu iz tla s različitih dubina. Korijenski sustav pšenice proteže se do dubine od 2,0-2,5 m, korijenje hrasta ponekad prodire do dubine od 20 m. Zbog toga biljke mogu koristiti vlagu koja se nalazi na velikim dubinama i manje ovise o fluktuacijama u sadržaju vlage. površinskog sloja tla.

Isparavanje iz tla ne može se promatrati odvojeno od transpiracije.Na primjer, pod krošnjama šume malo vode isparava s površine tla, bez obzira na njezinu prisutnost. To je zato što sunčevo zračenje slabo prodire kroz krošnje drveća. Osim toga, ispod krošnje šume, brzina kretanja zraka usporava se i više je zasićena vlagom. U tim uvjetima glavnina vlage isparava zbog transpiracije.

U ciklusu vode najvažnije su faze koje se odvijaju unutar pojedinih riječnih i jezerskih slivova. Vegetacija ima važnu funkciju probira, zadržavajući dio vode koja pada u oborini. Ovo presretanje, koje je, naravno, maksimalno za vrijeme slabih kiša, može doseći i do 25% ukupne oborine u umjerenim geografskim širinama.

Dio vode zadržava se u tlu, i to jače, što je koloidni kompleks tla (humus i glina) značajniji. Onaj dio vode koji prodre u tlo do dubine od 20-30 cm može ponovno kroz kapilare izaći na njegovu površinu i ispariti. Dakle, prijelaz vode s površine u atmosferu provodi se kao rezultat fizičkog isparavanja i procesa transpiracije. Istodobno, količina vode koju biljke transpiriraju povećava se s poboljšanjem njihove opskrbe vodom. Dakle, jedna breza dnevno ispari 0,075 m3 vode; bukva - 0,1 m; lipa - 0,2 i 1 ha šume - 20-50 m3. 1 hektar šume breze, čija je težina lišća 4940 kg, isparava 47 m - "vode dnevno, i 1 hektar šume smreke, čija je težina iglica 31 tisuća kg. Transpirira 43 m:< воды в день. 1 га пшеницы за период развития использует 375 мм осадков, а продуцирует 12,5 т (сухая масса) растительного вещества.

Biološki ciklus, za razliku od geološkog ciklusa, zahtijeva manje energije. Samo 0.!-0.2% sunčeve energije koja pada na Zemlju troši se na stvaranje organske tvari (do 50% u geološkom ciklusu) - Unatoč tome. energija uključena u biološki ciklus čini izvrstan posao stvaranja primarne proizvodnje na planetu.

Kruženje tvari obično se naziva biogeokemijskim ciklusima. Glavni biogeokemijski ciklusi su kruženje kisika, ugljika, vode, dušika, fosfora i niza drugih elemenata.

Općenito, svako kruženje bilo kojeg kemijskog elementa dio je općeg grandioznog kruženja tvari na Zemlji, odnosno svi su međusobno tijesno povezani različitim oblicima međudjelovanja. Glavne karike biogeokemijskih ciklusa su živi organizmi, koji određuju intenzitet svih ciklusa i uključenost gotovo svih elemenata zemljine kore u njih.

Gotovo sav molekularni kisik u zemljinoj atmosferi nastao je i održava se na određenoj razini zahvaljujući aktivnosti zelenih biljaka. U velikim količinama ga organizmi konzumiraju u procesu disanja. Ali, osim toga, imajući visoku kemijsku aktivnost, kisik će sigurno ući u spojeve s gotovo svim elementima zemljine kore. Procjenjuje se da sav kisik sadržan u atmosferi prolazi kroz žive organizme (veže se tijekom disanja i oslobađa tijekom fotosinteze) u 200 godina, ugljični dioksid kruži u suprotnom smjeru u 300 godina, a sve vode na Zemlji se razgrađuju i ponovno stvaraju kroz fotosinteze i disanja u 2 milijuna godina.

Ciklus i migracija tvari u biokemijskim ciklusima mogu se razmotriti na primjeru ciklusa ugljika (slika 3.3). Na kopnu počinje fiksacijom ugljičnog dioksida u biljkama tijekom fotosinteze. Ugljični dioksid sadržan u atmosferi preuzimaju biljke, a kao rezultat fotosinteze nastaju ugljikovodici i oslobađa kisik.

Zauzvrat, ugljikohidrati su polazni materijal za formiranje biljaka.

Ugljik fiksiran u biljci najvećim dijelom konzumiraju životinje. Životinje također ispuštaju ugljični dioksid kada dišu. Zastarjele biljke i životinje razgrađuju mikroorganizmi, pri čemu se ugljik mrtve organske tvari oksidira u ugljični dioksid i ponovno ulazi u atmosferu. Sličan ciklus ugljika događa se u oceanu.

Dio ugljičnog dioksida iz atmosfere ulazi u ocean, gdje je u otopljenom obliku. Odnosno, ocean osigurava održavanje ugljičnog dioksida u atmosferi unutar određenih granica. S druge strane, sadržaj ugljika u oceanu na određenoj razini osiguravaju akumulirane rezerve kalcijevog karbonata u pridnenim sedimentima. Prisutnost ovog trajnog prirodnog procesa u određenoj mjeri regulira sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi iu vodama oceana.

Ciklus dušika, kao i drugi biogeokemijski ciklusi, obuhvaća sva područja biosfere (slika 3.4). Dušik, kojeg u atmosferi ima u izobilju, biljke apsorbiraju tek nakon što se spoji s vodikom ili kisikom. U suvremenim uvjetima čovjek je intervenirao u kruženje dušika. Uzgaja mahunarke koje fiksiraju dušik na ogromnim površinama ili umjetno fiksira prirodni dušik. Vjeruje se da Poljoprivreda a industrija daje gotovo 60% više vezanog dušika nego što se prirodno proizvodi.

Ciklus fosfora, koji je jedan od glavnih elemenata potrebnih živim organizmima, relativno je jednostavan. Glavni izvori fosfora su magmatske (apatiti) i sedimentne (fosforiti) stijene. Anorganski fosfor uključen je u ciklus kao rezultat prirodnih procesa ispiranja. Fosfor asimiliraju živi organizmi, koji uz njegovo sudjelovanje sintetiziraju niz organskih spojeva i prenose ga na različite trofičke razine. Nakon što su završili svoj put kroz trofičke lance, organske fosfate razgrađuju mikrobi i pretvaraju se u mineralne ortofosfate dostupne zelenim biljkama. Fosfati ulaze u vodena tijela kao rezultat riječnog otjecanja, što doprinosi razvoju fitoplanktona i živih organizama koji se nalaze na različitim razinama trofičkog lanca slatkovodnih ili morskih vodenih tijela. Povratak mineralnih fosfata u vodu također se vrši kao rezultat aktivnosti mikroorganizama. Međutim, treba napomenuti da su fosfati taloženi na velikim dubinama isključeni iz ciklusa, što se mora uzeti u obzir pri sastavljanju bilance ovog biogeokemijskog ciklusa. Dakle, postoji samo djelomičan povratak fosfora koji je pao u ocean natrag na kopno. Taj se proces javlja kao rezultat života ptica koje se hrane ribom.

Dio fosfora dolazi na kontinent kao rezultat ljudskog ribolova. Međutim, količina fosfora godišnje opskrbljena ribljim proizvodima mnogo je manja od njegovog uklanjanja u hidrosferu, koja doseže više milijuna tona godišnje. Osim toga, primjenom fosfatnih gnojiva na polja, osoba značajno ubrzava proces uklanjanja fosfora u vodotoke i ocean. Istodobno, vodnim tijelima nanosi se ekološka šteta, jer su poremećeni prirodni procesi vitalne aktivnosti organizama koji žive u vodi.

Budući da su rezerve fosfora vrlo ograničene, njegova nekontrolirana potrošnja može dovesti do niza negativnih posljedica. On je glavni ograničavajući čimbenik za autotrofne organizme kako vodenog tako i kopnenog okoliša, glavni regulator niza drugih biogeokemijskih ciklusa.Primjerice, sadržaj nitrata u vodi ili kisika u atmosferi uvelike ovisi o intenzitetu ciklusa fosfora. u biosferi.

6. prirodni ekološki sustavi

Struktura i dinamika populacija. Proučavanje strukture i dinamike populacija od velike je praktične važnosti.

Ne poznavanje obrazaca života stanovništva. Nemoguće je osigurati razvoj znanstveno utemeljenih ekoloških, inženjerskih i organizacijskih mjera za racionalno korištenje i zaštitu prirodnih resursa.

Populacijski pristup proučavanju vitalne aktivnosti organizama temelji se na njihovoj sposobnosti da reguliraju svoju brojnost i gustoću pod utjecajem različitih abiotskih i biotičkih čimbenika okoliša.

Glavni parametri populacije su brojnost i gustoća. Veličina populacije je ukupan broj jedinki na određenom području ili u određenom volumenu. Ona nikada nije konstantna i u pravilu ovisi o omjeru intenziteta razmnožavanja i smrtnosti.

Gustoća naseljenosti određena je brojem jedinki ili biomasom po jedinici površine ili volumena. Na primjer, 106 biljaka breze na 1 ha. ili 1,5 grgeča na 1 m3 vode karakterizira gustoća naseljenosti ovih vrsta. S povećanjem brojnosti, gustoća He raste samo ako se populacija može disperzirati na većem području ili u većem volumenu.

Veličina područja rasprostranjenosti, brojnost i gustoća populacija nisu konstantni i mogu varirati u značajnim granicama. Često su te promjene povezane s ljudskim aktivnostima. No glavni razlozi takve dinamike su promjene u uvjetima egzistencije, dostupnosti hrane (tj. energetskih izvora) i drugi razlozi.

Utvrđeno je da brojnost populacija može neograničeno fluktuirati. Održavanje populacije unutar određenih granica osigurava njena sposobnost samoregulacije. Svaka populacija uvijek ima donju I gornju granicu gustoće, preko koje ne može ići (Sl. 3.5). Povoljnom kombinacijom čimbenika gustoća naseljenosti se održava na nekoj optimalnoj razini, malo odstupajući od nje. Takve fluktuacije gustoće obično su ispravne, pravilne prirode i jasno odražavaju reakciju stanovništva na specifične promjene u uvjetima okoliša. U prirodi se mogu dogoditi sezonske fluktuacije lijenosti, osobito kod malih životinja (mišoviti glodavci. Insekti, neke ptice). Tako se broj mišolikih glodavaca tijekom jedne sezone ponekad poveća 300-100 puta, a nekih kukaca 1300-1500 puta.

Pad gustoće ispod optimalne uzrokuje pogoršanje zaštitnih svojstava populacije, smanjenje njezine plodnosti i niz drugih negativnih pojava. Populacije s minimalnim brojem jedinki ne mogu dugo postojati, a poznati su slučajevi izumiranja životinja s malim brojem čak iu rezervatima s vrlo povoljnim životnim uvjetima. Povećanje gustoće iznad optimalne također negativno utječe na populaciju, jer uništava zalihe hrane i smanjuje životni prostor.

Populacije reguliraju svoju brojnost i prilagođavaju se promjenjivim uvjetima okoliša ažuriranjem jedinki. Jedinke se u populaciji pojavljuju rođenjem i useljavanjem, a nestaju smrću i iseljavanjem. Uravnoteženim intenzitetom rađanja i umiranja stvara se stabilna populacija. U takvoj populaciji mortalitet se kompenzira rastom, tj. veličina populacije do njenog raspona održava se na određenoj razini.

Međutim, populacijska ravnoteža ne postoji u prirodi. Svaka populacija je obdarena i statičkim i dinamičkim svojstvima, tako da njihova gustoća stalno fluktuira. Ali pod stabilnim vanjskim uvjetima, te se fluktuacije događaju oko neke prosječne vrijednosti. Kao rezultat toga, populacije se ne smanjuju niti povećavaju, ne šire niti sužavaju svoj raspon.

Samoregulaciju gustoće naseljenosti provode dvije međusobno uravnotežujuće sile koje djeluju u prirodi. To je, s jedne strane, sposobnost organizama da se razmnožavaju, s druge strane procesi koji ovise o gustoći naseljenosti i ograničavaju reprodukciju. Autoregulacija gustoće naseljenosti nužna je prilagodba za održavanje života u uvjetima koji se stalno mijenjaju.

Populacija je najmanja evoluirajuća jedinica. Ne postoji izolirano, već u vezi s populacijama drugih vrsta. Stoga su u prirodi istodobno rašireni i izvanpopulacijski mehanizmi automatske regulacije, točnije međupopulacijski mehanizmi. Istodobno, populacija je regulirani objekt, a prirodni sustav, koji se sastoji od mnogih populacija različitih vrsta, djeluje kao regulator. Ovaj sustav kao cjelina i populacije ostalih vrsta koje su u njemu uključene utječu na tu pojedinu populaciju, a svaka zasebno sa svoje strane utječe na cijeli sustav čiji je dio.

Djelovanje i struktura biogeocenoza. U biocenozama između različite vrsteživi organizmi imaju određene veze. Glavni oblik tih veza su prehrambeni odnosi, na temelju kojih nastaju složeni lanci i ciklusi prehrambenih i prostornih odnosa. Kroz prehrambene i prostorne odnose (trofičke i topičke) izgrađuju se različiti biotički kompleksi koji objedinjuju vrste živih organizama u jedinstvenu cjelinu, tj. u biološki makrosustav – biogeocenozu.

Prirodne biogeocenoze obično predstavljaju zajednice više vrsta. A što je biocenoza raznolikija u sastavu vrsta, to ima više mogućnosti za potpuniji i ekonomičniji razvoj materijalnih i energetskih resursa.

Sve karike u hranidbenom lancu međusobno su povezane i ovise jedna o drugoj. Između njih, od prve do posljednje veze, provodi se prijenos tvari i energije (slika 3.6, a). Kada se energija prenosi s jedne trofičke razine na drugu, energija se gubi. Kao rezultat toga, opskrbni lanac ne može biti dug. Najčešće se sastoji od 4-6 karika na kopnu i 5-8 u oceanu. Ni u jednom prehrambenom lancu ne koristi se sva hrana za rast jedinke, tj. za akumulaciju biomase. Dio se troši na podmirenje energetskih troškova tijela: za disanje, kretanje, reprodukciju, održavanje tjelesne temperature itd. Istovremeno, biomasa jedne karike ne može se u potpunosti obraditi od strane sljedeće karike. U svakoj sljedećoj karici hranidbenog lanca dolazi do smanjenja biomase u odnosu na prethodnu. To se ne odnosi samo na biomasu, već i na broj jedinki i protok energije.

Ovu pojavu je proučavao C. Elton i nazvao je piramida brojeva, ili Eltonova piramida (sl. 3.6.6). Osnovu piramide čine biljke – proizvođači, iznad njih se nalaze fitofagi. Sljedeću poveznicu predstavljaju potrošači drugog reda. I tako do vrha piramide koju čine najveći predatori. Broj katova piramide obično odgovara broju karika u prehrambenom lancu.

Ekološke piramide izražavaju trofičku strukturu ekološkog sustava u geometrijskom obliku. Mogu se graditi od zasebnih pravokutnika iste visine, čija duljina u određenom mjerilu odražava vrijednost mjerenog parametra. Na taj način se mogu graditi piramide brojeva, biomase i energije.

Izvor energije za biološki ciklus tvari je sunčevo zračenje koje akumuliraju zelene biljke – autotrofi. Od ukupnog sunčevog zračenja koje dopire do Zemlje, samo oko 0,1-0,2% energije hvataju zelene biljke i osiguravaju cijeli biološki ciklus tvari u biosferi. Istodobno, više od polovice energije povezane s fotosintezom troše same biljke, dok se ostatak akumulira u tijelu biljke i kasnije služi kao izvor energije za cijeli niz organizama sljedećih trofičkih razina.

Funkcije žive tvari u biosferi su različite, ali sve služe istoj svrsi – kretanju kemijskih elemenata. Zašto je to kretanje potrebno i kako je do njega došlo prije 3,5 milijardi godina, odnosno prije nego što se život pojavio na Zemlji? Od svog nastanka, uloga žive tvari u biosferi postala je ključna. Unatoč svojoj neznatnoj masi, otprilike 10 -6 masa ostalih Zemljinih ljuski, ona je nositelj energije zbog koje se to kretanje događa.

Koncept "žive tvari biosfere" uključuje sve žive organizme na planetu. Bez obzira kojoj klasi, vrsti, rodu i tako dalje pripadaju. To nisu samo organske tvari, već i anorganske, kao i minerali. Ona "živi" u svim slojevima biosfere - u litosferi, hidrosferi i atmosferi. Ako su uvjeti postojanja neprikladni, ili pada u stanje suspendirane animacije, odnosno usporava sve svoje procese toliko da vidljive manifestacije života praktički izostaju, ili umire.

Posebnosti i uloga

Kako razlikovati živu tvar biosfere od nežive?

Peto, postoji u svim faznim stanjima. Šesto, to je individualni organizam i, uz izmjenu generacija, karakterizira ga kontinuitet ili nasljednost.

Živa tvar biosfere osigurava migraciju kemijskih elemenata kako iz jednog organizma u drugi, tako i između organizma i okoliša. Kretanje se događa kada živi organizmi probavljaju hranu, razvijaju se i rastu, a također se kreću u procesu života. Prvo takvo kretanje elemenata naziva se kemijskim ili biokemijskim, a drugo - mehaničkim. Štoviše, aktivnost živih organizama nastoji osigurati da se ta migracija odvija što je brže moguće, a da se energija dobivena od Sunca koristi najučinkovitije. Da bi to učinili, stalno se i kontinuirano prilagođavaju, prilagođavaju i razvijaju.

Funkcije

Uloga živih organizama u biosferi je obavljanje nekoliko funkcija. Glavni su: energija, destruktivnost, koncentracija i stvaranje okoline.

Energetska funkcija. Povezan je sa sposobnošću organizama zelenog klorofila za fotosintezu. Uz pomoć sunčeve energije koju primaju, pretvaraju najjednostavnije spojeve kao što su voda, ugljični dioksid i minerali u složene organske tvari, koje su pak potrebne za postojanje drugih živih bića. Biljke imaju tu sposobnost. Za proces fotosinteze koriste samo 1% sunčeve energije koja padne na Zemlju. Godišnje proizvedu oko 145 milijardi tona kisika, za što potroše oko 200 milijardi tona ugljičnog dioksida. U tom slučaju nastaje više od 100 milijardi tona organske tvari. Tako biljke nadopunjuju atmosferu slobodnim kisikom. Kada biljke to ne bi činile trajno, tada bi kisik kao aktivni kemijski element ulazio u reakcije i stvarao razne spojeve, te bi uslijed toga potpuno nestao iz Zemljine atmosfere. A s njim bi život prestao postojati. Osim biljaka, organsku tvar u vrlo maloj količini - ne više od 0,5% ukupne količine, proizvode i neke bakterije. Taj se proces naziva kemosinteza. Ne uključuje sunčevu energiju, već energiju koja se oslobađa tijekom reakcija oksidacije sumpornih i dušikovih spojeva.

Organski spojevi sintetizirani na ovaj način - proteini, šećeri i tako dalje - zajedno s energijom sadržanom u njima, hrana su i raspoređuju se duž trofičkog lanca. Osim toga, energija koju sintetiziraju biljke raspršuje se kao toplina ili se akumulira u mrtvoj organskoj tvari, pretvarajući se u fosilno stanje. I u tome je sljedeća funkcija destruktivna.

Ova uloga živih organizama u biosferi naziva se i mineralizacija organskih tvari. Kao rezultat razgradnje mrtve organske tvari pretvaraju se u jednostavne anorganske spojeve. Ovaj proces uključuje žive organizme koji obavljaju destruktivnu ili destruktivnu funkciju. U trofičkom lancu nazivaju se "reducenti". To su gljivice, bakterije, crvi i mikroorganizmi. Rezultat razgradnje su: ugljikov dioksid, voda, sumporovodik, metan, amonijak i dr. Koji su, pak, "hrana" za biljke. I proces počinje iznova.

Važnu ulogu igra proces razgradnje koji se odvija u litosferi. Zahvaljujući njemu, iz stijena se oslobađaju elementi kao što su silicij, aluminij, magnezij i željezo.

Reduktori, uz pomoć kiselina kojima raspolažu, "izvlače" i "šalju" u biotički optok tako važne kemijske elemente kao što su kalcij, kalij, natrij, fosfor, silicij i razne elemente u tragovima. Zahvaljujući destruktorima, tlo dobiva svoju plodnost.

Druga funkcija živih organizama je koncentracija. Odnosi se na proces u kojem neke od njihovih vrsta ekstrahiraju i zatim akumuliraju određene kemijske elemente u sebi. U tom slučaju koncentracija elemenata poput ugljika, vodika, dušika, natrija, magnezija, silicija, sumpora, klora, kalija, kalcija i kisika može biti stotine i tisuće puta veća nego u okolišu. Primjerice, mangan za 1 200 000 puta, srebro za 240 000, a željezo za 65 000. Školjke, školjke i kosturi mogu biti upečatljivi primjeri takvog nakupljanja. S elementima "pogodnim" za akumulaciju, neke vrste u sebi nakupljaju otrovne, otrovne i radioaktivne tvari. A njihovo uključivanje u hranidbeni lanac očito nije pozitivno.

Suprotna funkciji koncentracije je funkcija raspršenja. Manifestira se raznim sekretima, pokretima i sl. Na primjer, dolazi do raspršivanja željeza iz krvi, ugrizima raznih insekata ili sisanjem krvi.

Biosfera nije samo interakcija između živih organizama i izmjena energije među njima. Bitna uloga živih organizama u biosferi je njezina transformacija. Živi organizmi mijenjaju fizikalno-kemijske parametre svog okoliša, a ta se funkcija naziva "oblikovanje okoliša". Ona je, kao rezultat svih prethodno razmatranih funkcija u agregatu. Izdvajanje kemijskih elemenata, njihova akumulacija, a zatim uz pomoć dobivene energije "otprema" na putu kroz biološki ciklus, doveli su do značajnih promjena u prirodnom okolišu. Tijekom milijardi godina promijenio se plinski sastav atmosfere, promijenio se kemijski sastav vode, pojavile su se sedimentne stijene i donji sedimenti, a nastao je i plodni pokrov tla. I trenutno se suočavamo s tim utjecajem.

Preobrazbom vanjskog okoliša organizmi stvaraju optimalnu ravnotežu energije i "nutrijenata" za svoje postojanje i cjelokupnu biosferu u cjelini. Ta je ravnoteža, kao posljedica brojnih unutarnjih i vanjskih utjecaja, uvijek pod prijetnjom uništenja. A tvar, zbog svojih navedenih kvaliteta, odolijeva takvom utjecaju, obnavlja pokvareno i dovodi sustav u stabilno stanje.

Razmatrane funkcije živih organizama u biosferi ticale su se dvije faze pretvorbe organske tvari u anorgansku i obrnuto. U tim stadijima biljke igraju ulogu proizvođača, a bakterije, gljive i mikroorganizmi kao razlagači. Koja je uloga potrošača ili potrošača, od kojih su glavne vrste životinje?

Životinje

Najzasićeniji, u smislu broja prijelaza iz jednog organizma u drugi, je faza između kako su biljke proizvele kisik i završava kada mrtvi organizam udari o "stol" razarača.

Sljedeća razina ne koristi više od 1% energije prethodne. Smrću fitofaga i zoofaga njihova tijela padaju u ruke saprofaga i bakterija. Saprofagi su isti razarači, razlagači ili grobari. Na njihovom "stolu" organska tvar završava svoj put. Krug je zatvoren. Tijekom tog ciklusa količina materije odnosno kemijskih elemenata ostala je ista. Kao što je bilo prije milijune godina. Samo se energija gubi. Vjeruje se da je uloga životinja u biosferi da pridonose kretanju kemikalija, sudjeluju u njihovoj distribuciji i razmjeni energije. No čini se da je njihova uloga nešto šira. Kao živi samoorganizirajući sustav, biosfera nastoji uravnotežiti i održati svoju unutarnju ravnotežu. Masa njegove žive tvari mora se održavati u određenom volumenu, a tu funkciju obavljaju životinje. Primjer bi bili oni biosustavi u kojima je životinjski svijet nestao ili je na rubu toga. Kao rezultat toga, volumen materije pada, što neizbježno dovodi do razaranja ravnoteže i smrti sustava.