چه ارگانیسم هایی در گردش مواد دخیل هستند. چرخه مواد موجود در زیست کره ، گونه های زمین شناسی و بیوشیمیایی ، اهمیت موجودات زنده

زیست کره پوسته خارجی سیاره ما است ، مهمترین فرایندها در آن رخ می دهد ، یکی از اصلی ترین کره های کره زمین. گردش مواد در بیوسفر قرن ها مورد توجه دقیق دانشمندان بوده و هست. با تشکر از گردش مواد ، یک مبادله شیمیایی جهانی برای تمام حیات روی زمین شکل می گیرد که فعالیت حیاتی هر گونه را به طور جداگانه پشتیبانی می کند.

جستجوی سریع از طریق مقاله

دو ژیر

دو چرخه اصلی وجود دارد:

زمین شناسی ، همچنین بزرگ نامیده می شود ،
بیولوژیکی ، او کوچک است.

زمین شناسی از اهمیت جهانی برخوردار است ، زیرا مواد را بین منابع آب زمین و زمین روی کره زمین گردش می دهد. این گردش گردش آب در سراسر جهان را فراهم می کند ، که برای هر دانش آموز شناخته شده است: بارش ، تبخیر ، بارش ، یعنی یک الگوی خاص.

عامل تشکیل سیستم در اینجا آب در تمام حالتهای تجمع آن است. چرخه کامل این عمل انجام منشأ موجودات ، رشد ، تولید مثل و تکامل آنها را امکان پذیر می کند. الگوریتم برای چرخه بزرگ گردش مواد ، علاوه بر اشباع مناطق خشکی با رطوبت ، شکل گیری سایر پدیده های طبیعی را نیز فراهم می کند: تشکیل سنگ های رسوبی ، مواد معدنی ، گدازه های ماگمایی و مواد معدنی.

چرخه بیولوژیکی تبادل دائمی مواد بین موجودات زنده و اجزای تشکیل دهنده اجزای طبیعی است. این به این ترتیب اتفاق می افتد: موجودات زنده جریان انرژی دریافت می کنند ، و سپس ، با گذر از روند تجزیه مواد آلی ، انرژی دوباره وارد عناصر محیط می شود.

چرخه مواد آلی مستقیماً مسئول تبادل مواد بین نمایندگان گیاهان ، جانوران ، میکروارگانیسم ها ، سنگهای خاک و غیره است. چرخه بیولوژیکی در سطوح مختلف اکوسیستم فراهم می شود و نوعی گردش عکس العمل های شیمیایی و تغییرات مختلف انرژی در زیست کره را تشکیل می دهد. چنین طرحی از هزاره ها پیش شکل گرفته و تمام این مدت با همان حالت در حال اجرا بوده است.

عناصر اساسی

عناصر شیمیایی بسیاری در طبیعت وجود دارد ، با این حال ، بسیاری از آنها برای زندگی در طبیعت لازم نیستند. چهار عنصر اصلی وجود دارد:

اکسیژن،
هیدروژن ،
کربن،
نیتروژن.

میزان این مواد بیش از نیمی از کل چرخه بیولوژیکی مواد موجود در طبیعت را اشغال می کند. عناصر مهم نیز وجود دارد ، اما در حجم بسیار کمتری استفاده می شود. اینها فسفر ، گوگرد ، آهن و برخی دیگر هستند.

چرخه های بیوشیمیایی به دو عمل مهم مانند تولید انرژی خورشید توسط خورشید و کلروفیل توسط گیاهان سبز تقسیم می شوند. با این حال ، عناصر شیمیایی دارای نقاط تماس اجتناب ناپذیری با عناصر بیوشیمیایی هستند و در طول مسیر ، این روش را تکمیل می کنند.

کربن

این عنصر شیمیایی جز component اساسی هر سلول زنده ، ارگانیسم یا میکروارگانیسم است. ترکیبات آلی کربن را می توان با خیال راحت جز the اصلی امکان سیر و توسعه زندگی نامید.

در طبیعت ، این گاز در لایه های جوی و تا حدی در هیدروسفر یافت می شود. از طریق آنهاست که همه گیاهان ، جلبک ها و برخی از میکروارگانیسم ها با کربن تغذیه می شوند.

ترشح گاز از طریق تنفس و فعالیت حیاتی موجودات زنده اتفاق می افتد. علاوه بر این ، مقدار کربن موجود در بیوسفر نیز به دلیل تبادل گاز انجام شده توسط سیستم ریشه گیاهان ، باقی مانده های پوسیده و سایر گروه های موجودات ، از لایه های خاک دوباره پر می شود.

مفهوم زیست کره و گردش بیولوژیکی بدون تبادل کربن قابل تصور نیست. زمین به میزان کافی از این عنصر شیمیایی برخوردار است و در برخی از سنگهای رسوبی ، موجودات زنده و فسیلها یافت می شود.

ورودی کربن از سنگهای سنگ آهک زیرزمینی امکان پذیر است و ممکن است در هنگام استخراج یا فرسایش تصادفی خاک در معرض آن قرار گیرد.

گردش کربن در بیوسفر با روش عبور مکرر از سیستم تنفسی موجودات زنده و تجمع در عوامل غیر زنده اکوسیستم اتفاق می افتد.

فسفر

فسفر به عنوان یک جز component زیست کره ، در فرم خالص آن به اندازه بسیاری از ترکیبات آلی ارزشمند نیست. برخی از آنها حیاتی هستند: اول از همه ، اینها سلولهای DNA ، RKH و ATP هستند. طرح چرخه فسفر دقیقاً بر اساس ترکیب ارتوفسفر است ، زیرا این نوع مواد از همه بهتر جذب می شوند.

چرخش فسفر در بیوسفر ، تقریباً صحبت کردن ، از دو قسمت تشکیل شده است:

قسمت آبی کره زمین - از فرآوری توسط پلانکتون اولیه تا رسوب به شکل اسکلت ماهی دریایی ،
محیط زمینی - در اینجا بیشتر به شکل عناصر خاک متمرکز شده است.

فسفر اساس یک ماده معدنی معروف مانند آپاتیت است. توسعه معادن با مواد معدنی حاوی فسفر بسیار محبوب است ، اما این شرایط به هیچ وجه از چرخه فسفر در زیست کره پشتیبانی نمی کند ، اما برعکس ، ذخایر آن را تخلیه می کند.

نیتروژن

عنصر شیمیایی نیتروژن به مقدار کمی در کره زمین وجود دارد. محتوای تقریبی آن ، در هر عنصر زنده ، فقط حدود دو درصد است. اما بدون آن زندگی در کره زمین امکان پذیر نیست.

انواع خاصی از باکتری ها نقش تعیین کننده ای در چرخه نیتروژن در زیست کره دارند. میزان زیادی از مشارکت در اینجا به میکروارگانیسم های تثبیت کننده و تقویت کننده نیتروژن اختصاص داده شده است. مشارکت آنها در این الگوریتم به قدری چشمگیر است که اگر برخی از نمایندگان این گونه ها این کار را نکنند ، احتمال حیات روی کره زمین زیر سوال خواهد رفت.

نکته در اینجا این است که این عنصر در شکل مولکولی خود ، همانطور که در لایه های جوی به نظر می رسد ، توسط گیاهان قابل جذب نیست. در نتیجه ، برای اطمینان از گردش نیتروژن در زیست کره ، فرآوری آن به آمونیاک یا آمونیوم ضروری است. بنابراین طرح فرآوری نیتروژن کاملاً به فعالیت باکتریها بستگی دارد.

طرح چرخه کربن در زیست کره نیز نقش مهمی در چرخه نیتروژن در اکوسیستم دارد - هر دو این چرخه ها ارتباط تنگاتنگی با هم دارند.

فرآیندهای مدرن برای تولید کودها و سایر عوامل صنعتی تأثیر زیادی بر محتوای نیتروژن جوی دارند - برای برخی مناطق ، مقدار آن چندین برابر می شود.

اکسیژن

در زیست کره ، گردش مداوم مواد و تبدیل انرژی از یک نوع به نوع دیگر وجود دارد. مهمترین چرخه در این زمینه عملکرد فتوسنتز است. این فتوسنتز است که فضای هوا را با اکسیژن آزاد فراهم می کند ، که قادر به لایه برداری از لایه های خاصی از جو است.

در طول چرخه آب در زیست کره اکسیژن نیز از مولکول های آب آزاد می شود. با این حال ، این فاکتور غیر زنده از حضور این عنصر در مقایسه با مقدار تولید گیاهان ناچیز است.

چرخه اکسیژن در زیست کره یک روند طولانی است ، اما بسیار شدید است. اگر کل حجم این عنصر شیمیایی را در اتمسفر بگیریم ، پس چرخه کامل آن ، از تجزیه مواد آلی تا آزاد شدن گیاه در طی فتوسنتز ، حدود دو هزار سال طول می کشد! این چرخه هیچ گونه وقفه ای ندارد ، هر ساله ، سالانه و برای بسیاری از هزاره ها اتفاق می افتد.

در زمان ما ، در فرآیند متابولیسم ، مقدار قابل توجهی اکسیژن آزاد به دلیل انتشار گازهای صنعتی ، انتقال گازهای خروجی و سایر عوامل آلوده کننده جو متصل می شود.

اب

تصور مفهوم زیست کره و چرخه بیولوژیکی مواد بدون چنین ترکیب شیمیایی مهمی مانند آب دشوار است. احتمالاً نیازی به توضیح دلیل نیست. گردش آب در همه جا وجود دارد: همه موجودات زنده سه چهارم آب هستند. گیاهان برای فتوسنتز به آن نیاز دارند و در نتیجه اکسیژن آزاد می شود. تنفس باعث تولید آب نیز می شود. اگر ما به طور خلاصه کل تاریخ زندگی و توسعه سیاره خود را ارزیابی کنیم ، چرخه کامل آب در زیست کره ، از تجزیه تا نئوپلاسم ، هزاران بار عبور کرده است.

از آنجا که در بیوسفر گردش مداوم مواد و تبدیل انرژی به یکدیگر وجود دارد ، این تبدیل آب است که تقریباً با تمام چرخه های دیگر پیوند ناگسستنی دارد و در طبیعت می چرخد.

گوگرد

گوگرد به عنوان یک عنصر شیمیایی ، نقش مهمی در ساخت ساختار صحیح یک مولکول پروتئین دارد. چرخه گوگرد به دلیل انواع مختلفی از پروتوزوئاها یا بهتر بگوییم باکتری ها است. باکتریهای هوازی گوگرد را در مواد آلی به سولفاتها اکسید می کنند و سپس انواع دیگر باکتریها فرآیند اکسیداسیون را به گوگرد عنصری کامل می کنند. طرح ساده ، که می تواند برای توصیف چرخه گوگرد در زیست کره استفاده شود ، مانند فرآیندهای مداوم اکسیداسیون و کاهش به نظر می رسد.

در روند گردش مواد در زیست کره ، تجمع بقایای گوگرد در اقیانوس جهانی رخ می دهد. منابع این عنصر شیمیایی رواناب رودخانه ها است که گوگرد را با جریان آب از خاک و دامنه کوه حمل می کند. گوگرد که به صورت سولفید هیدروژن از آبهای رودخانه ای و زیرزمینی آزاد می شود ، تا حدی وارد جو می شود و از آنجا ، در چرخه مواد قرار می گیرد ، به عنوان بخشی از آب باران برمی گردد.

سولفات های گوگرد ، برخی از انواع زباله های قابل احتراق و انتشار مشابه آن به طور حتم منجر به افزایش سطح دی اکسید گوگرد در جو می شود. عواقب این امر وخیم است: باران اسیدی ، بیماری های تنفسی ، تخریب پوشش گیاهی و موارد دیگر. تبدیل گوگرد ، که در ابتدا برای عملکرد طبیعی اکوسیستم در نظر گرفته شده بود ، اکنون به سلاحی برای از بین بردن موجودات زنده تبدیل شده است.

اهن

آهن خالص در طبیعت بسیار نادر است. اساساً ، به عنوان مثال ، می توان آن را در بقایای شهاب سنگ ها یافت. این فلز به خودی خود نرم و قابل انعطاف است ، اما در هوای آزاد بلافاصله با اکسیژن واکنش داده و اکسید و اکسید ایجاد می کند. بنابراین ، نوع اصلی ماده حامل آهن سنگ آهن است.

شناخته شده است که گردش مواد در بیوسفر به شکل ترکیبات مختلف انجام می شود ، از جمله آهن همچنین دارای یک چرخه گردش فعال در طبیعت است. فروم از سنگها یا بهمراه خاکستر آتشفشانی وارد لایه های خاک یا اقیانوس جهانی می شود.

در طبیعت زنده ، آهن نقش مهمی دارد ؛ بدون آن ، فرآیند فتوسنتز اتفاق نمی افتد و کلروفیل تشکیل نمی شود. در موجودات زنده از آهن برای تشکیل هموگلوبین استفاده می شود. پس از انجام چرخه ، به صورت باقیمانده های آلی وارد خاک می شود.

همچنین چرخه دریایی آهن در زیست کره وجود دارد. اصل اساسی آن مشابه زمین است. برخی از ارگانیسم ها آهن را اکسید می کنند. در اینجا از انرژی استفاده می شود و پس از پایان چرخه زندگی ، فلز به صورت سنگ معدن در اعماق آب ته نشین می شود.

باکتری ها ، موجوداتی که در چرخه های طبیعی اکوسیستم شرکت می کنند

گردش مواد و انرژی در زیست کره یک فرآیند مداوم است که با عملکرد روان خود ، زندگی روی زمین را تضمین می کند. اصول اولیه این چرخه حتی برای دانش آموزان مدرسه نیز آشناست: گیاهان ، از دی اکسید کربن تغذیه می کنند ، اکسیژن آزاد می کنند ، حیوانات و مردم اکسیژن را استنشاق می کنند و دی اکسید کربن را به عنوان فرآیند تنفسی باقی می گذارند. کار باکتری ها و قارچ ها پردازش بقایای موجودات زنده ، تبدیل آنها از مواد آلی به مواد معدنی است که در نهایت توسط گیاهان جذب می شوند.

عملکرد گردش بیولوژیکی مواد چیست؟ پاسخ ساده است: از آنجا که تأمین عناصر شیمیایی و مواد معدنی در کره زمین ، اگرچه بسیار زیاد است ، اما هنوز محدود است. این دقیقاً فرآیند چرخه ای تحولات و گردش کلیه اجزای مهم زیست کره است که مورد نیاز است. مفهوم زیست کره و متابولیسم بیولوژیکی ، مدت زمان ابدی فرایندهای زندگی روی زمین را تعریف می کند.

لازم به ذکر است که میکروارگانیسم ها نقش بسیار مهمی در این امر دارند. به عنوان مثال ، چرخه فسفر بدون باکتری های نیتریک کننده غیرممکن است ، فرآیندهای اکسیداتیو آهن بدون باکتری آهن کار نمی کند. باکتریهای گره ای نقش مهمی در گردش نیتروژن طبیعی دارند - بدون آنها ، چنین چرخه ای به سادگی متوقف می شود. در چرخه مواد موجود در زیست کره ، کپک ها نوعی نظم هستند و بقایای آلی را به مواد معدنی تجزیه می کنند.

هر دسته از ارگانیسم هایی که در این سیاره زندگی می کنند نقش مهم خود را در پردازش برخی عناصر شیمیایی ایفا می کند ، به مفهوم زیست کره و گردش بیولوژیکی کمک می کند. ابتدایی ترین نمونه سلسله مراتب دنیای حیوانات ، زنجیره غذایی است ، با این حال ، موجودات زنده عملکردهای بسیار بیشتری دارند و نتیجه جهانی تر است.

در واقع هر ارگانیسم جز a یک سیستم زیستی است. برای اینکه گردش مواد در بیوسفر به صورت چرخشی و صحیح کار کند ، حفظ تعادل بین مقدار ماده ای که به بیوسفر وارد می شود و مقدار میکروارگانیسم ها می تواند پردازش شود مهم است. متأسفانه ، با هر چرخه بعدی از چرخه در طبیعت ، این روند به دلیل مداخلات انسانی بیشتر و بیشتر مختل می شود. مسائل زیست محیطی در حال تبدیل شدن به مشکلات جهانی اکوسیستم هستند و راه های حل آنها از نظر مالی گران است ، حتی اگر آنها را از کنار فرآیند های طبیعی طبیعی ارزیابی کنیم ، گران تر نیز هستند.

یک دانشمند برجسته روسی ، آکادمیک V.I. ورنادسکی

زیست کره - پوسته بیرونی پیچیده زمین ، که شامل کل مجموعه موجودات زنده و بخشی از ماده این سیاره است که در مرحله تبادل مداوم با این موجودات است. این یکی از مهمترین ژئوسفرهای کره زمین است که جز component اصلی محیط طبیعی اطراف انسان است.

زمین از متحدالمرکز تشکیل شده است پوسته ها (ژئوسفرها) داخلی و خارجی. قسمتهای داخلی شامل هسته و گوشته و قسمتهای بیرونی است: لیتوسفر - پوسته سنگی زمین ، از جمله پوسته زمین (شکل 1) با ضخامت 6 کیلومتر (زیر اقیانوس) تا 80 کیلومتر (سیستم های کوهستانی) ؛ هیدروسفر - پوسته آب زمین ؛ جو - پوسته گاز زمین ، متشکل از مخلوطی از گازهای مختلف ، بخار آب و گرد و غبار.

در ارتفاع 10 تا 50 کیلومتری ، لایه ای ازن وجود دارد که حداکثر غلظت آن در ارتفاع 20-25 کیلومتری است و زمین را از اشعه ماوراio بنفش بیش از حد که برای بدن کشنده است ، محافظت می کند. زیست کره نیز در اینجا (به ژئوسفرهای بیرونی) تعلق دارد.

زیست کره - پوسته بیرونی زمین ، که شامل بخشی از جو تا ارتفاع 25-30 کیلومتری (تا لایه ازن) ، عملا کل هیدروسفر و قسمت فوقانی لیتوسفر تا عمق 3 کیلومتری است

شکل: 1. طرح ساختار پوسته زمین

(شکل 2) ویژگی این قسمتها این است که در آنها موجودات زنده ای زندگی می کنند که ماده زنده کره زمین را تشکیل می دهند. اثر متقابل قسمت غیرزنده ای زیست کره - هوا ، آب ، سنگ و مواد آلی - بیوتا باعث تشکیل خاکها و سنگهای رسوبی شد.

شکل: 2. ساختار زیست کره و نسبت سطوح اشغال شده توسط واحدهای سازه اصلی

چرخه ماده در زیست کره و اکوسیستم ها

تمام ترکیبات شیمیایی موجود در موجودات زنده در زیست کره محدود است. فرسودگی مواد شیمیایی مناسب برای جذب اغلب از رشد گروه های خاصی از ارگانیسم ها در مناطق محلی خشکی یا اقیانوس جلوگیری می کند. به گفته آکادمیسین V.R. ویلیامز ، تنها راه برای دادن خصوصیات متناهی نامحدود ، چرخاندن آن در امتداد یک منحنی بسته است. در نتیجه ، ثبات بیوسفر به دلیل گردش مواد و جریان انرژی حفظ می شود. وجود دارد دو چرخه اصلی مواد: بزرگ - زمین شناسی و کوچک - بیوژئوشیمیایی.

گردش زمین شناسی عالی (شکل 3) سنگهای بلوری (آذرین) تحت تأثیر عوامل فیزیکی ، شیمیایی و بیولوژیکی به سنگهای رسوبی تبدیل می شوند. شن و ماسه و رس رسوبات معمولي ، فرآورده هاي تحول سنگ هاي عميق است. با این حال ، تشکیل رسوبات نه تنها به دلیل تخریب سنگ های موجود ، بلکه همچنین از طریق سنتز مواد معدنی زیست زاد - اسکلت میکروارگانیسم ها - از منابع طبیعی - آب های اقیانوس ، دریا و دریاچه رخ می دهد. رسوبات سست آبکی ، چون در قسمت پایین مخازن با بخشهای جدیدی از مواد رسوبی جدا شده ، تا عمق زیر آب رفته و وارد شرایط ترمودینامیکی جدید (دما و فشار بالاتر) می شوند ، آب از دست می دهند ، جامد می شوند ، در حالی که به سنگهای رسوبی تبدیل می شوند.

متعاقباً ، این سنگها در افقهای عمیق تری فرو می روند ، آنجا که فرایندهای تبدیل عمیق آنها به دمای جدید و شرایط باریک اتفاق می افتد - فرایندهای دگرگونی اتفاق می افتد.

تحت تأثیر جریان های انرژی درون زا ، سنگ های عمیق دوباره ذوب می شوند و ماگما را ایجاد می کنند - منبع سنگهای آذرین جدید. پس از بالا بردن این سنگها به سطح زمین ، تحت تأثیر فرآیندهای هوازدگی و انتقال ، دوباره به سنگهای رسوبی جدید تبدیل می شوند.

بنابراین ، گردش زیاد به دلیل برهم کنش انرژی خورشیدی (برون زا) با انرژی عمیق (درون زا) زمین است. این ماده توزیع مجددی بین زیست کره و افق های عمیق سیاره ما دارد.

شکل: 3. گردش زیاد (زمین شناسی) ماده (پیکان های نازک) و تغییر تنوع در پوسته زمین (فلش های پهن جامد - رشد ، متناوب - کاهش تنوع)

گرداب بزرگ همچنین چرخه آب بین هیدروسفر ، اتمسفر و لیتوسفر نامیده می شود که با انرژی خورشید حرکت می کند. آب از سطح اجسام آب و خشکی تبخیر می شود و سپس به صورت بارشی دوباره وارد زمین می شود. برعکس ، بر فراز اقیانوس ، تبخیر بیش از میزان بارش ، بیش از خشکی است. این اختلافات با جریان رودخانه جبران می شود. پوشش گیاهی زمین نقش مهمی در چرخه آب جهانی دارد. تعرق گیاهان در برخی از مناطق سطح زمین می تواند تا 80-90٪ از میزان بارش در اینجا باریده شود و به طور متوسط \u200b\u200bبرای تمام مناطق آب و هوایی - حدود 30٪ است. بر خلاف بزرگ ، چرخه کوچک مواد فقط در زیست کره رخ می دهد. رابطه بین چرخه آب بزرگ و کوچک در شکل نشان داده شده است. 4

چرخه های یک مقیاس سیاره ای از حرکات چرخشی محلی بی شماری از اتم ها ایجاد می شود ، که توسط فعالیت حیاتی موجودات زنده در اکوسیستم های فردی هدایت می شود و آن حرکاتی است که به دلیل عملکرد چشم انداز و دلایل زمین شناسی (رواناب سطحی و زیرزمینی ، فرسایش باد ، حرکت بستر دریا ، آتشفشان ، ساختمان کوه و غیره) ایجاد می شود. )

شکل: 4- ارتباط متقابل چرخه بزرگ زمین شناسی (BGC) آب با چرخه بیوژئوشیمیایی کوچک (MBC) آب

بر خلاف انرژی ، که یک بار توسط بدن استفاده می شود ، به گرما تبدیل می شود و از بین می رود ، مواد در بیوسفر گردش می کنند و چرخه های بیوژئوشیمیایی ایجاد می کنند. از بین نود عنصر عجیب و غریب موجود در طبیعت ، موجودات زنده به چهل عنصر نیاز دارند. مهمترین آنها برای آنها در مقادیر زیاد - کربن ، هیدروژن ، اکسیژن ، ازت مورد نیاز است. چرخه عناصر و مواد به دلیل فرآیندهای خودتنظیم ، که در آن تمام قطعات تشکیل دهنده شرکت می کنند ، انجام می شود. این فرایندها بدون زباله هستند. وجود دارد قانون بسته شدن جهانی چرخه بیوژئوشیمیایی در زیست کرهدر تمام مراحل رشد خود عمل می کند. در طول تکامل بیوسفر ، نقش جز component بیولوژیکی در بسته شدن بیوژئوشیمیایی
چرخه انسان حتی تأثیر بیشتری در گردش خون بیوشیمیایی دارد. اما نقش آن در جهت مخالف آشکار می شود (گردش خون باز می شود). اساس گردش بیوژئوشیمیایی مواد ، انرژی خورشید و کلروفیل گیاهان سبز است. مهمترین چرخه های دیگر - آب ، کربن ، ازت ، فسفر و گوگرد - با بیوژئوشیمیایی مرتبط هستند و به آن کمک می کنند.

چرخه آب در زیست کره

گیاهان از هیدروژن آب در فتوسنتز برای ساختن ترکیبات آلی استفاده می کنند و اکسیژن مولکولی آزاد می کنند. در فرآیند تنفس همه موجودات زنده ، در طی اکسیداسیون ترکیبات آلی ، آب دوباره تشکیل می شود. در تاریخ زندگی ، تمام آب های آزاد هیدروسفر بارها و بارها چرخه های تجزیه و نئوپلاسم در ماده زنده کره زمین را پشت سر گذاشته اند. سالانه حدود 500000 کیلومتر 3 آب در چرخه آب روی زمین دخیل است. چرخه آب و ذخایر آن در شکل نشان داده شده است. 5 (از نظر نسبی).

چرخه اکسیژن در زیست کره

زمین جو منحصر به فرد خود را با محتوای بالای اکسیژن آزاد مدیون فرآیند فتوسنتز است. تشکیل ازن در لایه های زیاد جو با چرخه اکسیژن ارتباط نزدیک دارد. اکسیژن از مولکول های آب آزاد می شود و اساساً یک محصول جانبی از فعالیت فتوسنتز گیاهان است. اکسیژن غیرزیستی به دلیل تجزیه نوری بخار آب در جو upper فوقانی بوجود می آید ، اما این منبع فقط هزارم درصد منابع تأمین شده توسط فتوسنتز است. تعادل متحرکی بین میزان اکسیژن موجود در جو و هیدروسفر وجود دارد. در آب ، حدود 21 برابر کمتر است.

شکل: 6. نمودار چرخه اکسیژن: فلش های پررنگ - جریان اصلی مصرف و مصرف اکسیژن

اکسیژن آزاد شده به شدت در فرآیند تنفس موجودات هوازی و اکسیداسیون ترکیبات معدنی مختلف صرف می شود. این فرآیندها در جو ، خاک ، آب ، گل و لای و سنگها صورت می گیرد. نشان داده شده است که قسمت قابل توجهی از اکسیژن پیوند یافته در سنگهای رسوبی منشأ فتوسنتزی دارد. صندوق مبادله O ، در جو بیش از 5٪ از کل تولید فتوسنتز را تشکیل نمی دهد. بسیاری از باکتریهای بی هوازی نیز در هنگام تنفس بی هوازی مواد آلی را اکسید می کنند و برای این کار از سولفات یا نیترات استفاده می کنند.

تجزیه کامل مواد آلی ایجاد شده توسط گیاهان دقیقاً به همان اکسیژن نیاز دارد که در طی فتوسنتز آزاد شد. دفن مواد آلی در سنگهای رسوبی ، ذغال سنگ ، ذغال سنگ نارس به عنوان پایه ای برای حفظ صندوق تبادل اکسیژن در جو عمل می کند. اکسیژن موجود در آن طی حدود 2000 سال یک چرخه کامل را از طریق موجودات زنده طی می کند.

در حال حاضر ، بخش قابل توجهی از اکسیژن موجود در جو در نتیجه حمل و نقل ، صنعت و سایر اشکال فعالیت های انسانی متصل می شود. شناخته شده است که بشر در حال حاضر بیش از 10 میلیارد تن اکسیژن رایگان از کل مقدار 430-470 میلیارد تن تأمین شده توسط فرآیندهای فتوسنتز مصرف می کند. اگر در نظر بگیریم که فقط قسمت کوچکی از اکسیژن فتوسنتز وارد صندوق مبادله می شود ، فعالیت انسان در این زمینه نسبت های هشدار دهنده ای را شروع می کند.

چرخه اکسیژن با چرخه کربن ارتباط نزدیک دارد.

چرخه کربن در زیست کره

کربن به عنوان یک عنصر شیمیایی ، اساس زندگی است. این می تواند با بسیاری از عناصر دیگر به روشهای مختلف ترکیب شده و مولکولهای آلی ساده و پیچیده ای را تشکیل دهد که سلولهای زنده را تشکیل می دهند. از نظر توزیع در این سیاره ، کربن در رتبه یازدهم (0.35٪ از وزن پوسته زمین) قرار دارد ، اما در ماده زنده به طور متوسط \u200b\u200bحدود 18 یا 45٪ از زیست توده خشک است.

در اتمسفر ، کربن در ترکیب دی اکسید کربن CO2 ، به میزان کمتری - در ترکیب متان CH4 وجود دارد. در هیدروسفر ، CO2 در آب حل می شود و محتوای کل آن بسیار بالاتر از جو است. اقیانوس به عنوان یک بافر قدرتمند برای تنظیم CO2 در جو عمل می کند: با افزایش غلظت آن در هوا ، جذب دی اکسید کربن توسط آب افزایش می یابد. برخی از مولکول های CO2 با آب واکنش می دهند ، اسید کربنیک را تشکیل می دهند ، سپس به یون های HCO 3 - و CO 2 - 3 جدا می شود. این یونها با کاتیون های کلسیم یا منیزیم واکنش نشان می دهند و باعث رسوب کربنات ها می شوند. واکنش های مشابه سیستم بافر اقیانوس را تشکیل می دهند ، حفظ PH ثابت آب.

دی اکسید کربن اتمسفر و هیدروسفر یک صندوق تبادل در چرخه کربن است ، از آنجا که توسط گیاهان زمینی و جلبک ها گرفته می شود. فتوسنتز در قلب تمام چرخه های بیولوژیکی کره زمین است. ترشح کربن ثابت در طی فعالیت تنفسی موجودات زنده فتوسنتز و همه هتروتروفها - باکتری ها ، قارچ ها ، حیواناتی که به دلیل مواد آلی زنده یا مرده در زنجیره غذایی وجود دارد.

شکل: 7. چرخه کربن

به ویژه فعال بازگشت CO2 از خاک به جو ، جایی که فعالیت گروه های زیادی از ارگانیسم ها متمرکز شده است ، بقایای گیاهان و حیوانات مرده را تجزیه می کند و سیستم تنفس ریشه گیاهان انجام می شود. این فرآیند انتگرال به عنوان "تنفس خاک" تعیین می شود و سهم قابل توجهی در دوباره پر کردن صندوق تبادل CO2 در هوا دارد. به موازات فرآیندهای معدنی سازی مواد آلی ، هوموس در خاک تشکیل می شود - یک مجموعه مولکولی پیچیده و پایدار غنی از کربن. هوموس خاک یکی از مهمترین مخازن کربنی زمینی است.

در شرایطی که فعالیت تخریب کننده ها توسط عوامل محیطی مهار می شود (به عنوان مثال ، هنگامی که یک رژیم بی هوازی در خاک و در انتهای آب وجود دارد) ، مواد آلی تجمع یافته توسط گیاهان تجزیه نمی شوند و با گذشت زمان به سنگهایی مانند ذغال سنگ یا ذغال قهوه ای ، ذغال سنگ نارس ، گلدان های گلدان تبدیل می شوند ، شیل نفت و دیگران ، غنی از انرژی خورشیدی ذخیره شده. آنها صندوق ذخیره کربن را دوباره پر می کنند و برای مدت طولانی از چرخه بیولوژیکی خاموش می شوند. کربن همچنین به طور موقت در زیست توده زنده ، بستر مرده ، مواد آلی محلول در اقیانوس و غیره رسوب می کند. ولی ذخیره اصلی کربن در هنگام نوشتن موجودات زنده و سوخت های فسیلی نیستند ، اما سنگهای رسوبی - سنگ آهک و دولومیت. تشکیل آنها نیز با فعالیت ماده زنده مرتبط است. کربن این کربنات ها برای مدت طولانی در روده های زمین مدفون است و فقط در اثر فرسایش هنگامی که سنگها در چرخه های ساختاری قرار می گیرند وارد چرخه می شود.

در چرخه بیوشیمیایی ، فقط کسری از درصد کربن از مقدار کل آن روی زمین شرکت می کند. کربن اتمسفر و هیدروسفر بارها از موجودات زنده عبور می کند. گیاهان خشکی قادرند در مدت 4 تا 5 سال ، ذخایر موجود در هوموس خاک را در طی 400-400 سال ذخیره کنند. بازگشت اصلی کربن به صندوق مبادله به دلیل فعالیت موجودات زنده اتفاق می افتد و تنها قسمت کوچکی از آن (هزارم درصد) با انتشار گازهای آتشفشانی از فضای داخلی زمین جبران می شود.

در حال حاضر ، استخراج و سوزاندن ذخایر عظیم سوخت های فسیلی به یک عامل قدرتمند در انتقال کربن از ذخیره به صندوق مبادله زیست کره تبدیل می شود.

چرخه نیتروژن در زیست کره

جو و ماده زنده کمتر از 2٪ کل نیتروژن موجود در زمین را شامل می شود ، اما این نیتروژن است که از حیات کره زمین پشتیبانی می کند. نیتروژن بخشی از مهمترین مولکولهای آلی است - DNA ، پروتئین ها ، لیپوپروتئین ها ، ATP ، کلروفیل و غیره. در بافت های گیاهی ، نسبت آن با کربن به طور متوسط \u200b\u200b1: 30 و در جلبک دریایی I: 6 است. بنابراین چرخه بیولوژیکی نیتروژن نیز با کربن.

نیتروژن مولکولی جو برای گیاهان غیرقابل دسترسی است ، که می تواند این عنصر را فقط به صورت یون آمونیوم ، نیترات یا محلول های خاک یا آب جذب کند. بنابراین ، کمبود نیتروژن اغلب عاملی است که تولید اولیه را محدود می کند - کار ارگانیسم هایی که با ایجاد مواد آلی از مواد غیر آلی مرتبط هستند. با این وجود ، ازت جوی به دلیل فعالیت باکتری های خاص (فیکس کننده های نیتروژن) به طور گسترده ای در چرخه بیولوژیکی نقش دارد.

میکروارگانیسم های تقویت کننده ماده نیز در چرخه نیتروژن شرکت می کنند. آنها پروتئین ها و سایر مواد آلی حاوی نیتروژن را به آمونیاک تجزیه می کنند. در فرم آمونیوم ، نیتروژن تا حدی توسط ریشه های گیاه جذب می شود و بخشی از آن توسط میکروارگانیسم های نیتریک کننده گیر می شود ، که در مقابل عملکرد گروهی از میکروارگانیسم ها است - ضد عفونی کننده ها.

شکل: 8- چرخه نیتروژن

در شرایط بی هوازی در خاک یا آب ، آنها از اکسیژن نیترات برای اکسید مواد آلی استفاده می کنند و برای زندگی خود انرژی می گیرند. در این حالت ، نیتروژن به نیتروژن مولکولی کاهش می یابد. تثبیت و نیتروژن زدایی ازت در طبیعت تقریباً متعادل است. بنابراین ، چرخه نیتروژن عمدتا به فعالیت باکتری ها بستگی دارد ، در حالی که گیاهان در آن گنجانده می شوند ، از محصولات میانی این چرخه استفاده می کنند و مقیاس گردش نیتروژن در زیست کره را به دلیل تولید زیست توده بسیار افزایش می دهند.

نقش باکتری ها در چرخه نیتروژن به قدری زیاد است که اگر فقط 20 گونه از آنها نابود شوند ، زندگی در سیاره ما متوقف می شود.

تثبیت غیر بیولوژیکی نیتروژن و ورود اکسیدها و آمونیاک آن به خاک نیز با بارش در هنگام یونیزاسیون جو و تخلیه های صاعقه رخ می دهد. صنعت کود مدرن ، نیتروژن اتمسفر را بیش از تثبیت نیتروژن طبیعی برای افزایش تولید محصولات اصلاح می کند.

در حال حاضر ، فعالیت انسان به طور فزاینده ای بر چرخه نیتروژن تأثیر می گذارد ، عمدتا در جهت بیش از تبدیل آن به فرم های محدود شده در طی فرآیندهای بازگشت به حالت مولکولی.

چرخه فسفر در زیست کره

این عنصر ، لازم برای سنتز بسیاری از مواد آلی ، از جمله ATP ، DNA ، RNA ، توسط گیاهان فقط به صورت یون های اسید فسفریک (PO 3 4 +) جذب می شود. این عنصر به عناصر محدود کننده تولید اولیه هم در خشکی و به خصوص در اقیانوس تعلق دارد ، زیرا صندوق فسفر قابل تعویض در خاک و آب کم است. چرخه این عنصر در مقیاس زیست کره بسته نشده است.

در خشکی ، گیاهان فسفاتهایی را از خاک استخراج می کنند که توسط تجزیه کننده ها از باقی مانده های آلی پوسیده آزاد می شوند. با این حال ، در خاکهای قلیایی یا اسیدی ، حلالیت ترکیبات فسفر به شدت افت می کند. صندوق ذخیره اصلی فسفاتها در سنگهای ایجاد شده در کف اقیانوس در گذشته زمین شناسی وجود دارد. در طی شسته شدن سنگها ، بخشی از این ذخایر به خاک منتقل می شود و به صورت سوسپانسیون و محلول در آب قرار می گیرد. در هیدروسفر ، فسفاتها توسط فیتوپلانکتون استفاده می شوند و از طریق زنجیره های غذایی به سایر موجودات آبزی می رسند. با این حال ، در اقیانوس ، بیشتر ترکیبات فسفر با بقایای حیوانات و گیاهان در پایین دفن می شود و پس از آن انتقال با سنگهای رسوبی به گردش عظیم زمین شناسی انجام می شود. در عمق ، فسفات محلول با کلسیم پیوند داده و فسفریت و آپاتیت تشکیل می دهد. در زیست کره ، در واقع ، یک جریان یک طرفه فسفر از سنگهای زمین به اعماق اقیانوس وجود دارد ، بنابراین ، صندوق مبادله آن در هیدروسفر بسیار محدود است.

شکل: 9. چرخه فسفر

از رسوبات زمینی فسفریت و آپاتیت در تولید کودها استفاده می شود. نفوذ فسفر به آبهای شیرین یکی از دلایل اصلی "شکوفایی" آنهاست.

چرخه گوگرد در زیست کره

چرخه گوگرد ، که برای ساخت تعدادی اسید آمینه ضروری است ، مسئول ساختار سه بعدی پروتئین ها است و توسط طیف وسیعی از باکتری ها در زیست کره پشتیبانی می شود. میکروارگانیسم های هوازی ، که گوگرد باقی مانده های آلی را به سولفات ها اکسید می کنند ، و همچنین گیرنده های سولفات بی هوازی ، که سولفات ها را به سولفید هیدروژن کاهش می دهند ، در پیوندهای جداگانه این چرخه نقش دارند. علاوه بر گروههای ذکر شده از باکتریهای گوگرد ، سولفید هیدروژن به گوگرد عنصری و بیشتر به سولفاتها اکسید می شود. گیاهان فقط یونهای SO 2-4 را از خاک و آب جذب می کنند.

حلقه در مرکز روند اکسیداسیون (O) و کاهش (R) را نشان می دهد ، به همین دلیل تبادل گوگرد بین استخر سولفات موجود و استخر سولفیدهای آهن واقع در عمق خاک و رسوبات رخ می دهد.

شکل: 10. چرخه گوگرد. حلقه در مرکز روند اکسیداسیون (0) و کاهش (R) را نشان می دهد ، به همین دلیل تبادل گوگرد بین استخر سولفات موجود و استخر سولفیدهای آهن واقع در عمق خاک و رسوبات رخ می دهد.

تجمع اصلی گوگرد در اقیانوس اتفاق می افتد ، جایی که یون های سولفات به طور مداوم از زمین با رواناب رودخانه تأمین می شوند. وقتی سولفید هیدروژن از آب آزاد می شود ، گوگرد تا حدی به اتمسفر برمی گردد و در آنجا اکسید شده و به دی اکسید تبدیل می شود و در آب باران به اسید سولفوریک تبدیل می شود. استفاده صنعتی از مقادیر زیادی سولفات و گوگرد عنصری و احتراق سوخت های فسیلی مقادیر زیادی دی اکسید گوگرد را در جو آزاد می کند. این گیاه به گیاهان ، حیوانات ، مردم آسیب می رساند و به عنوان منبع باران اسیدی عمل می کند ، و اثرات منفی تداخل انسان در چرخه گوگرد را تشدید می کند.

میزان چرخه

تمام چرخه مواد با سرعت های مختلف اتفاق می افتد (شکل 11)

بنابراین ، چرخه تمام عناصر زیست زا در این سیاره توسط یک تعامل پیچیده از قسمت های مختلف پشتیبانی می شود. آنها با فعالیت گروه هایی از ارگانیسم ها با عملکردهای مختلف ، سیستم رواناب و تبخیر اتصال اقیانوس و زمین ، فرآیندهای گردش آب و توده های هوا ، عملکرد نیروهای گرانشی ، تکتونیک صفحات لیتوسفر و سایر فرآیندهای بزرگ زمین شناسی و ژئوفیزیک تشکیل می شوند.

زیست کره به عنوان یک سیستم پیچیده واحد عمل می کند ، که در آن چرخه های مختلف مواد اتفاق می افتد. موتور اصلی اینها گردش خون ماده زنده کره زمین ، همه موجودات زنده است ،ارائه فرآیندهای سنتز ، تحول و تجزیه مواد آلی.

شکل: 11. نرخ گردش مواد (P. Cloud، A. Jibor، 1972)

دیدگاه اکولوژیکی جهان بر اساس این ایده است که هر موجود زنده ای تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد که زیستگاه آن را در یک مجموعه پیچیده - بیوتوپ تشکیل می دهند. در نتیجه، بیوتوپ - قطعه ای از منطقه از نظر شرایط زندگی برای گونه های خاصی از گیاهان یا حیوانات همگن است (شیب دره ، پارک جنگلی شهری ، دریاچه کوچک یا بخشی از یک دریاچه بزرگ ، اما با شرایط یکنواخت - قسمت ساحلی ، بخشی از آب عمیق).

ارگانیسم هایی که مشخصه یک بیوتوپ خاص هستند جامعه زندگی ، یا بیوسنوز (حیوانات ، گیاهان و میکروارگانیسم های دریاچه ، علفزار ، نوار ساحلی).

جامعه زندگی (بیوسنوز) با بیوتوپ خود یک کل واحد تشکیل می دهد که اصطلاحاً نامیده می شود سیستم اکولوژیکی (اکوسیستم). نمونه ای از اکوسیستم های طبیعی مورچه ، دریاچه ، برکه ، علفزار ، جنگل ، شهر ، مزرعه است. نمونه کلاسیک اکوسیستم مصنوعی سفینه فضایی است. همانطور که می بینید ، ساختار مکانی دقیق وجود ندارد. این مفهوم نزدیک به مفهوم اکوسیستم است بیوژئوسنوز

اجزای اصلی اکوسیستم ها عبارتند از:

محیط بی جان (غیر زنده). اینها آب ، مواد معدنی ، گازها و همچنین مواد آلی و هوموس هستند.
اجزای زیست شناختی اینها عبارتند از: تولیدکنندگان یا تولیدکنندگان (گیاهان سبز) ، مصرف کنندگان یا مصرف کنندگان (موجوداتی زنده که از تولید کنندگان تغذیه می کنند) و تجزیه کننده ها ، یا تجزیه کننده ها (میکروارگانیسم ها).

طبیعت بسیار اقتصادی کار می کند. بنابراین ، زیست توده ایجاد شده توسط ارگانیسم ها (ماده بدن موجودات) و انرژی موجود در آنها به سایر اعضای اکوسیستم منتقل می شود: حیوانات گیاهان را می خورند ، این حیوانات توسط حیوانات دیگر خورده می شوند. این فرآیند نامیده می شود زنجیره ای غذایی ، یا تروفیک. در طبیعت ، زنجیره های غذایی اغلب با هم همپوشانی دارند ، تشکیل یک شبکه غذایی.

نمونه هایی از شبکه های غذایی: گیاه - گیاه خوار - شکارچی ؛ غلات - موش صحرایی - روباه و غیره و شبکه غذایی در شکل نشان داده شده است. 12

بنابراین ، حالت تعادل در زیست کره بر اساس برهم کنش عوامل زیست محیطی و غیر زنده است که به دلیل تبادل مداوم ماده و انرژی بین تمام اجزای اکوسیستم ها ، حفظ می شود.

در چرخه های بسته اکوسیستم های طبیعی ، همراه با سایر عوامل ، دو عامل باید شرکت کنند: وجود تجزیه کننده ها و تأمین مداوم انرژی خورشیدی. در اکوسیستم های شهری و مصنوعی ، تجزیه کننده کم یا فاقد آن است ، بنابراین پسماندهای مایع ، جامد و گازی جمع می شوند و باعث آلودگی محیط می شوند.

شکل: 12. وب غذایی و جهت جریان مواد

در این کار پیشنهاد می کنیم که در نظر بگیرید چرخه بیولوژیکی چیست. کارکردها و اهمیت آن برای سیاره ما چیست. ما همچنین برای اجرای آن به موضوع منبع انرژی توجه خواهیم کرد.

آنچه دیگر باید قبل از در نظر گرفتن چرخه بیولوژیکی بدانید این است که سیاره ما از سه پوسته تشکیل شده است:

لیتوسفر (پوسته سخت ، به عبارت تقریبی ، این سرزمینی است که ما در آن قدم می زنیم).
هیدروسفر (جایی که می توان کل آب را نسبت داد ، یعنی دریاها ، رودخانه ها ، اقیانوس ها و غیره) ؛
جو (پوسته گازی ، هوایی که تنفس می کنیم).

مرزهای مشخصی بین همه لایه ها وجود دارد ، اما آنها بدون هیچ مشکلی قادر به نفوذ به یکدیگر هستند.

چرخه مواد

تمام این لایه ها زیست کره را تشکیل می دهند. چرخه بیولوژیکی چیست؟ این زمانی است که مواد در سراسر بیوسفر حرکت می کنند ، یعنی در خاک ، هوا ، در موجودات زنده. به این گردش بی پایان چرخه بیولوژیکی گفته می شود. همچنین مهم است که بدانیم همه چیز در گیاهان آغاز و پایان می یابد.

یک فرآیند فوق العاده پیچیده در زیر پنهان است. هر ماده ای از خاک و جو وارد گیاهان می شود و سپس به موجودات زنده دیگر می رسد. سپس ، در بدن هایی که آنها را بلعیده اند ، سایر ترکیبات پیچیده شروع به رشد فعال می کنند ، پس از آن بدن خارج می شود. می توان گفت که این فرایندی است که در آن اتصال همه چیز در سیاره ما بیان می شود. ارگانیسم ها با یکدیگر تعامل دارند ، این تنها راهی است که ما تا به امروز داریم.

جو همیشه آنطور که ما می شناسیم نبود. قبلاً ، پوسته هوای ما بسیار متفاوت از پوسته فعلی بود ، یعنی از دی اکسید کربن و آمونیاک اشباع شده بود. چگونه افرادی که از اکسیژن برای تنفس استفاده می کنند چگونه بوجود آمده اند؟ ما باید از گیاهان سبزی تشکر کنیم که توانستند وضعیت جوی ما را به شکلی که بشر به آن نیاز دارند وارد کنند. هوا و گیاهان توسط گیاه خواران جذب می شوند ، همچنین در فهرست شکارچیان گنجانده می شوند. وقتی حیوانات می میرند ، بقایای آنها توسط میکروارگانیسم ها پردازش می شود. بدین ترتیب هوموس برای رشد گیاه ضروری است. همانطور که مشاهده می کنید ، دایره کامل است.

منبع انرژی

چرخه بیولوژیکی بدون انرژی غیرممکن است. منبع انرژی برای سازماندهی این مبادله چیست یا چه کسی است؟ البته منبع انرژی گرمایی ما ستاره خورشید است. چرخه بیولوژیکی بدون منبع گرما و نور ما به سادگی غیرممکن است. خورشید گرم می شود:

هوا؛
خاک
زندگی گیاهی.

در هنگام گرم شدن ، آب تبخیر می شود که شروع به جمع شدن به صورت ابر می کند. سرانجام همه آبها به صورت باران یا برف به سطح زمین باز خواهند گشت. پس از بازگشت ، او خاک را اشباع می کند و ریشه های درختان مختلف او را می مکند. اگر آب موفق به نفوذ بسیار عمیق شده باشد ، پس از آن ذخایر آب زیرزمینی را دوباره پر می کند و بخشی از آن به رودخانه ها ، دریاچه ها ، دریاها و اقیانوس ها برمی گردد.

همانطور که می دانید ، هنگام تنفس ، اکسیژن جذب می کنیم و دی اکسید کربن را بیرون می دهیم. بنابراین ، درختان برای پردازش دی اکسید کربن و بازگشت اکسیژن به جو ، به انرژی خورشیدی نیز نیاز دارند. این فرآیند فتوسنتز نامیده می شود.

چرخه های چرخه بیولوژیکی

بیایید این بخش را با مفهوم "فرآیند بیولوژیکی" شروع کنیم. این یک پدیده تکرار شونده است. ما می توانیم مشاهده کنیم که کدام یک از فرآیندهای بیولوژیکی است که به طور مداوم در فواصل منظم تکرار می شوند ، تشکیل می شود.

روند بیولوژیکی در همه جا دیده می شود ، ذاتی تمام موجودات زنده در سیاره زمین است. همچنین بخشی از تمام سطوح سازمان است. یعنی ما می توانیم این فرآیندها را هم در داخل سلول و هم در زیست کره مشاهده کنیم. ما می توانیم چندین نوع (چرخه) از فرآیندهای بیولوژیکی را تشخیص دهیم:

داخل روز
کمک هزینه روزانه
فصلی
سالانه
چند ساله
چند صد ساله

بارزترین چرخه های سالانه است. ما آنها را همیشه و در همه جا می بینیم ، فقط باید کمی به این موضوع فکر کنیم.

اب

اکنون ما از شما دعوت می کنیم که چرخه بیولوژیکی در طبیعت را با استفاده از مثال آب ، رایج ترین ترکیب در سیاره ما در نظر بگیرید. او توانایی های بسیاری دارد که به او امکان می دهد در بسیاری از فرایندها چه در داخل بدن و چه در خارج از آن شرکت کند. زندگی همه موجودات زنده به گردش N 2 О در طبیعت بستگی دارد. بدون آب ، ما وجود نخواهیم داشت و این سیاره مانند بیابانی بی روح خواهد بود. او قادر است در تمام فرایندهای حیاتی شرکت کند. یعنی می توانیم نتیجه گیری زیر را انجام دهیم: همه موجودات زنده سیاره زمین به سادگی به آب تمیز احتیاج دارند.

اما در نتیجه هر فرآیند ، آب همیشه آلوده می شود. چگونه می توان یک منبع تمیز و آب آشامیدنی تمیز برای خود فراهم کرد؟ طبیعت از این بابت نگران است ، ما باید از وجود این چرخه آب در طبیعت تشکر کنیم. ما قبلاً در مورد چگونگی وقوع همه این موارد بحث کردیم. آب تبخیر می شود ، در ابرها جمع می شود و رسوب می کند (باران یا برف). این فرآیند را معمولاً "چرخه هیدرولوژیکی" می نامند. این بر اساس چهار فرآیند است:

تبخیر
میعان
ته نشینی؛
رواناب آب

چرخه آب دو نوع دارد: بزرگ و کوچک.

کربن

اکنون ما به چگونگی رخداد بیولوژیکی در طبیعت خواهیم پرداخت. همچنین مهم است که بدانید از نظر درصد مواد فقط 16 مکان را به خود اختصاص می دهد. ممکن است به شکل الماس و گرافیت ظاهر شود. و درصد آن در زغال سنگ از نود درصد فراتر می رود. کربن حتی در جو نیز موجود است ، اما محتوای آن بسیار کم است ، یعنی حدود 0.05 درصد.

در زیست کره ، به لطف کربن ، توده ای از ترکیبات آلی مختلف ایجاد می شود که برای همه زندگی در سیاره ما لازم است. روند فتوسنتز را در نظر بگیرید: گیاهان دی اکسید کربن را از جو جذب کرده و آن را بازیافت می کنند ، در نتیجه انواع مختلفی از ترکیبات آلی داریم.

فسفر

اهمیت چرخه بیولوژیکی بسیار زیاد است. حتی اگر فسفر نیز مصرف کنیم ، مقدار زیادی آن در استخوان ها وجود دارد که برای گیاهان لازم است. منبع اصلی آپاتیت است. این را می توان در سنگ آذرین یافت. ارگانیسم های زنده قادر به دریافت آن از طریق:

خاک
منابع آبی.

همچنین در بدن انسان یافت می شود ، یعنی بخشی از موارد زیر است:

پروتئین ها
اسید نوکلئیک؛
بافت استخوانی ؛
لسیتین ها
فیتن ها و غیره

این فسفر است که برای تجمع انرژی در بدن لازم است. وقتی ارگانیسم می میرد ، به خاک یا دریا برمی گردد. این امر باعث تشکیل سنگهای غنی از فسفر می شود. این از اهمیت زیادی در چرخه زیست زایی برخوردار است.

نیتروژن

اکنون چرخه نیتروژن را بررسی خواهیم کرد. قبل از آن ، ما متذکر می شویم که حدود 80٪ از کل جو را تشکیل می دهد. موافقم ، این رقم بسیار چشمگیر است. نیتروژن علاوه بر اینکه اساس ترکیب جو است ، در ارگانیسم های گیاهی و جانوری یافت می شود. می توانیم آن را به صورت پروتئین پیدا کنیم.

در مورد چرخه نیتروژن ، می توانیم این را بگوییم: نیترات از نیتروژن جوی تشکیل می شود که توسط گیاهان سنتز می شود. روند ایجاد نیتراتها معمولاً تثبیت نیتروژن نامیده می شود. وقتی گیاه می میرد و پوسیده می شود ، نیتروژن موجود در آن به صورت آمونیاک وارد خاک می شود. دومی توسط ارگانیسم هایی که در خاک زندگی می کنند پردازش (اکسید) می شود ، بنابراین اسید نیتریک ظاهر می شود. این ماده قادر به واکنش با کربناتهایی است که از خاک اشباع شده اند. علاوه بر این ، لازم به ذکر است که نیتروژن در اثر پوسیدگی گیاه یا در روند احتراق به شکل خالص خود آزاد می شود.

گوگرد

مانند بسیاری از عناصر دیگر ، این رابطه بسیار نزدیک با موجودات زنده است. گوگرد در اثر فوران های آتشفشان وارد جو می شود. گوگرد سولفید توسط میکروارگانیسم ها قابل پردازش است ، بنابراین سولفات ها متولد می شوند. دومی توسط گیاهان جذب می شود ، گوگرد بخشی از روغنهای اساسی است. در مورد ارگانیسم ، ما می توانیم گوگرد را در موارد زیر پیدا کنیم:

آمینو اسید؛
پروتئین ها

درس مقدماتی رایگان است;
تعداد زیادی از معلمان باتجربه (بومی و روسی زبان) ؛
دوره ها برای یک دوره خاص (ماه ، شش ماه ، یک سال) نیست ، بلکه برای تعداد خاصی از کلاس ها (5 ، 10 ، 20 ، 50) است.
بیش از 10 هزار مشتری راضی.
هزینه یک درس با یک معلم روسی زبان - از 600 روبل، با یک زبان مادری - از 1500 روبل

چرخه مواد در زیست کره

اساس حفظ خود حیات روی زمین است چرخه های بیوشیمیایی... تمام عناصر شیمیایی مورد استفاده در فرایندهای زندگی موجودات ، حرکات مداوم را انجام می دهند ، از بدن زنده به ترکیبات طبیعی و برگشت می رسند. امکان استفاده چندگانه از همان اتم ها زندگی در کره زمین را عملاً ابدی می کند ، البته با وجود جریان مداوم انرژی مورد نیاز.

انواع چرخه مواد. زیست کره زمین به روش خاصی توسط چرخه تشکیل مواد و جریان انرژی مشخص می شود. چرخه مواد – مشارکت چندگانه مواد در فرآیندهای رخ داده در جو ، هیدروسفر و لیتوسفر ، از جمله لایه هایی که بخشی از زیست کره زمین هستند. گردش مواد با جریان مداوم (جریان) انرژی خارجی خورشید و انرژی داخلی زمین انجام می شود.

بسته به نیروی محرکه ، با درجه خاصی از قرارداد ، در چرخه مواد ، می توان چرخه های زمین شناسی ، بیولوژیکی و انسانی را تشخیص داد. قبل از ظهور انسان در زمین ، فقط دو مورد اول انجام شده است.

گردش زمین شناسی (گردش زیاد مواد در طبیعت) – گردش موادی که نیروی محرکه آن فرایندهای زمین شناسی برون زا و درون زا است.

فرآیندهای درون زا (فرآیندهای پویایی داخلی) تحت تأثیر انرژی داخلی زمین رخ می دهد. این انرژی آزاد شده در نتیجه پوسیدگی رادیواکتیو ، واکنشهای شیمیایی تشکیل مواد معدنی ، تبلور سنگها و ... است. فرآیندهای درون زا شامل: حرکات تکتونیکی ، زمین لرزه ها ، ماگماتیسم ، دگرگونی است. فرآیندهای برون زا (فرآیندهای پویایی خارجی) تحت تأثیر انرژی خارجی خورشید پیش می روند. فرآیندهای برون زا شامل هوازدگی سنگ ها و مواد معدنی ، حذف محصولات تخریب از برخی مناطق پوسته زمین و انتقال آنها به مناطق جدید ، رسوب و تجمع محصولات تخریب با تشکیل سنگ های رسوبی است. فرآیندهای برون زا شامل فعالیت زمین شناسی جو ، هیدروسفر (رودخانه ها ، نهرهای موقتی ، آبهای زیرزمینی ، دریاها و اقیانوس ها ، دریاچه ها و باتلاق ها ، یخ) و همچنین موجودات زنده و انسان است.

بزرگترین فرم های سرزمینی (قاره ها و فرورفتگی های اقیانوسی) و اشکال بزرگ (کوه ها و دشت ها) به دلیل فرآیندهای درون زا و فرم های متوسط \u200b\u200bو کوچک (دره های رودخانه ها ، تپه ها ، دره ها ، تپه های شنی ، و غیره) ، که روی اشکال بزرگتر قرار گرفته اند ، شکل گرفتند - به دلیل فرایندهای برون زا. بنابراین ، فرآیندهای درون زا و برون زا در عملکرد خود مخالف هستند. اولی منجر به شکل گیری فرم های بزرگ زمین می شود ، دومی به هموار سازی آنها منجر می شود.

در اثر هوازدگی ، سنگهای آذرین به سنگهای رسوبی تبدیل می شوند. در مناطق متحرک پوسته زمین ، آنها در اعماق زمین فرو می روند. در آنجا تحت تأثیر درجه حرارت و فشار زیاد ، آنها ذوب شده و ماگما را تشکیل می دهند که با بالا آمدن به سطح و جامد شدن ، سنگهای آذرین را تشکیل می دهند.

بنابراین ، گردش زمین شناسی مواد بدون مشارکت ارگانیسم های زنده پیش می رود و توزیع مجدد ماده بین زیست کره و لایه های عمیق زمین را درک می کند.

چرخه بیولوژیکی (بیوژئوشیمیایی) (چرخه کوچک مواد موجود در زیست کره) – گردش موادی که نیروی محرکه آنها فعالیت موجودات زنده است. بر خلاف زمین شناسی بزرگ ، گردش بیوژئوشیمیایی کوچک مواد در زیست کره رخ می دهد. منبع اصلی انرژی این چرخه ، تابش خورشید است که باعث ایجاد فتوسنتز می شود. در اکوسیستم ، مواد آلی توسط autotrophs از مواد غیر آلی سنتز می شوند. سپس توسط هتروتروف ها مصرف می شوند. در نتیجه دفع در فرآیند فعالیت حیاتی یا پس از مرگ ارگانیسم ها (هر دو اتوتروف و هتروتروف) ، مواد آلی تحت مواد معدنی قرار می گیرند ، یعنی تبدیل به مواد غیر آلی می شوند. این مواد غیر آلی را می توان دوباره برای سنتز مواد آلی توسط اتوتروفها استفاده کرد.

در چرخه های بیوشیمیایی ، دو قسمت باید از هم تفکیک شوند:

1) صندوق ذخیره - این بخشی از ماده ای است که با ارگانیسم های زنده ارتباط ندارد.

2) صندوق مبادله - بخش بسیار کوچکتری از ماده ، که با تبادل مستقیم بین ارگانیسم ها و محیط نزدیک آنها ارتباط دارد. بسته به موقعیت صندوق ذخیره ، چرخه های بیوشیمیایی را می توان به دو نوع تقسیم کرد:

1) ژیرهای نوع گاز با اندوخته ذخیره مواد موجود در جو و هیدروسفر (چرخه های کربن ، اکسیژن ، ازت).

2) ژیرهای نوع رسوبی با یک صندوق ذخیره در پوسته زمین (چرخه های فسفر ، کلسیم ، آهن و غیره).

ژیرهای نوع گازی کاملتر هستند ، زیرا صندوق مبادله زیادی دارند ، به این معنی که آنها قادر به تنظیم سریع خود هستند. چرخه های نوع رسوبی از کمال کمتری برخوردار هستند ، بی اثر تر هستند ، زیرا عمده ماده در صندوق ذخیره پوسته زمین به شکلی "غیرقابل دسترس" برای موجودات زنده موجود است. چنین چرخه هایی به راحتی تحت تأثیر تأثیرات مختلف قرار می گیرند و بخشی از مواد رد و بدل شده از چرخه خارج می شوند. فقط در نتیجه فرآیندهای زمین شناسی یا با استخراج با ماده زنده می تواند دوباره به گردش خون بازگردد. با این حال ، استخراج مواد لازم برای موجودات زنده از پوسته زمین بسیار دشوارتر از جو است.

شدت چرخه بیولوژیکی در درجه اول با دمای محیط و مقدار آب تعیین می شود. به عنوان مثال ، چرخه بیولوژیکی در جنگل های بارانی گرمسیری شدیدتر از تاندرا است.

با ظهور انسان ، گردش خون انسانی یا متابولیسم مواد بوجود آمد. گردش انسانی (تبادل) – گردش خون (متابولیسم) موادی که نیروی محرکه آن فعالیت انسان است. می توان آن را به دو جز divided تقسیم کرد: بیولوژیکی ، در ارتباط با عملکرد یک فرد به عنوان یک موجود زنده ، و فنی، مربوط به فعالیتهای اقتصادی مردم است (گردش فن آوری).

چرخه های زمین شناسی و بیولوژیکی تا حد زیادی بسته است ، که نمی توان در مورد چرخه انسانی گفت. بنابراین ، آنها اغلب نه در مورد گردش خون انسانی ، بلکه در مورد متابولیسم انسانی صحبت می کنند. باز بودن گردش انسان از مواد منجر به تخلیه منابع طبیعی و آلودگی محیط طبیعی - علل اصلی همه مشکلات زیست محیطی بشر است.

چرخه مواد مغذی و عناصر اساسی. اجازه دهید چرخه مهمترین مواد و عناصر موجودات زنده را در نظر بگیریم. چرخه آب متعلق به زمین شناسی بزرگ است و چرخه عناصر بیوژنیک (کربن ، اکسیژن ، نیتروژن ، فسفر ، گوگرد و سایر عناصر زیست زا) - به بیوژئوشیمیایی کوچک.

چرخه آب بین زمین و اقیانوس از طریق جو متعلق به چرخه بزرگ زمین شناسی است. آب از سطح اقیانوس جهانی تبخیر می شود و یا به زمین منتقل می شود و در آنجا به صورت بارشی می بارد ، که دوباره به صورت رواناب سطحی و زیرزمینی به اقیانوس بازمی گردد ، یا به صورت باران در سطح اقیانوس می بارد. سالانه بیش از 500 هزار کیلومتر مکعب آب در چرخه آب روی زمین شرکت می کنند. چرخه آب به طور کلی نقش عمده ای در شکل گیری شرایط طبیعی در سیاره ما دارد. با در نظر گرفتن تعرق آب توسط گیاهان و جذب آن در چرخه بیوشیمیایی ، در 2 میلیون سال کل منبع آب موجود در کره زمین متلاشی شده و بازیابی می شود.

چرخه کربن تولیدکنندگان دی اکسید کربن را از اتمسفر گرفته و آن را به ماده آلی تبدیل می کنند ، مصرف کنندگان کربن را به شکل ماده آلی با بدن تولیدکنندگان و مصرف کنندگان با درجه پایین جذب می کنند ، کاهنده ها مواد آلی را معدنی می کنند و کربن را به شکل دی اکسید کربن به جو باز می گردانند. در اقیانوس ها ، چرخه کربن با این واقعیت پیچیده است که بخشی از کربن موجود در موجودات مرده به پایین فرو رفته و در سنگهای رسوبی تجمع می یابد. این قسمت از کربن از چرخه بیولوژیکی خارج شده و وارد چرخه زمین شناسی مواد می شود.

جنگل ها مخزن اصلی کربن متصل به بیولوژیک هستند ؛ تا 500 میلیارد تن از این عنصر را در خود جای داده اند که 2/3 منبع آن در اتمسفر است. مداخله انسان در چرخه کربن (سوزاندن زغال سنگ ، نفت ، گاز ، رطوبت زدایی) منجر به افزایش محتوای CO2 در جو و توسعه اثر گلخانه ای می شود.

میزان چرخه CO2 ، یعنی مدت زمانی که برای عبور کل دی اکسید کربن از جو زنده نیاز است ، حدود 300 سال است.

چرخه اکسیژن عمدتا ، چرخه اکسیژن بین جو و موجودات زنده رخ می دهد. اساساً اکسیژن آزاد (0 ^) در نتیجه فتوسنتز گیاهان سبز وارد جو می شود و در فرآیند تنفس توسط حیوانات ، گیاهان و میکروارگانیسم ها و در طی مواد معدنی باقیمانده های آلی مصرف می شود. هنگام قرار گرفتن در معرض اشعه ماورا radiation بنفش مقدار کمی اکسیژن از آب و ازن تشکیل می شود. مقدار زیادی اکسیژن برای فرآیندهای اکسیداتیو در پوسته زمین ، هنگام فوران آتشفشان و غیره مصرف می شود. قسمت اصلی اکسیژن توسط گیاهان خشکی - تقریباً 3/4 ، بقیه - توسط ارگانیسم های فتوسنتزی اقیانوس جهانی تولید می شود. سرعت چرخه حدود 2 هزار سال است.

مشخص شده است که 23٪ اکسیژن ، که در فرآیند فتوسنتز تشکیل می شود ، سالانه برای نیازهای صنعتی و خانگی مصرف می شود و این رقم به طور مداوم در حال رشد است.

چرخه نیتروژن تأمین نیتروژن (N2) در جو بسیار زیاد است (78٪ از حجم آن). با این حال ، گیاهان نمی توانند نیتروژن آزاد را جذب کنند ، اما فقط به شکل محدود ، عمدتا به شکل NH4 + یا NO3– جذب می شوند. نیتروژن آزاد از اتمسفر توسط باکتری های تثبیت کننده نیتروژن متصل می شود و به فرم های قابل دسترسی گیاهان تبدیل می شود. در گیاهان ، نیتروژن در مواد آلی (در پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک و غیره) ثابت شده و از طریق زنجیره های غذایی منتقل می شود. پس از مرگ موجودات زنده ، تجزیه کننده ها مواد آلی را معدنی می کنند و آنها را به ترکیبات آمونیوم ، نیترات ، نیتریت و همچنین نیتروژن آزاد تبدیل می کنند که به جو باز می گردد.

نیترات ها و نیتریت ها در آب بسیار محلول هستند و می توانند به آبهای زیرزمینی و گیاهان مهاجرت کرده و در طول زنجیره غذایی حمل شوند. اگر تعداد آنها خیلی زیاد باشد ، که اغلب با استفاده نادرست از کودهای ازته مشاهده می شود ، آب و مواد غذایی آلوده می شوند و باعث بیماری های انسانی می شوند.

چرخه فسفر. قسمت عمده فسفر در سنگهای تشکیل شده در دوران زمین شناسی گذشته یافت می شود. فسفر در نتیجه هوازدگی سنگها در چرخه بیوژئوشیمیایی گنجانده شده است. در اکوسیستم های زمینی ، گیاهان فسفر را از خاک استخراج می کنند (عمدتا به شکل PO43–) و آن را در ترکیبات آلی (پروتئین ها ، اسیدهای نوکلئیک ، فسفولیپیدها و غیره) گنجانده و یا به صورت غیر آلی می گذارند. سپس فسفر از طریق مدارهای غذایی منتقل می شود. پس از مرگ موجودات زنده و با دفع آنها ، فسفر به خاک برمی گردد.

با استفاده نادرست از کودهای فسفره ، فرسایش آبی و بادی خاک ، مقادیر زیادی فسفر از خاک خارج می شود. از یک طرف ، این امر منجر به مصرف بیش از حد کودهای فسفره و تخلیه ذخایر سنگ معدن های فسفره (فسفریت ، آپاتیت و غیره) می شود. از طرف دیگر ، هجوم مقادیر زیادی از عناصر زیست زا مانند فسفر ، نیتروژن ، گوگرد و غیره از خاک به اجسام آبی باعث رشد سریع سیانوباکتری ها و سایر گیاهان آبزی (شکوفا شدن آب) و اوتروفیکاسیون مخازن اما بیشتر فسفر به دریا منتقل می شود.

در اکوسیستم های آبی ، فسفر توسط فیتوپلانکتون جذب شده و در امتداد زنجیره تغذیه ای تا پرندگان دریایی منتقل می شود. فضولات آنها یا بلافاصله به دریا برگردانده می شود ، یا ابتدا در ساحل جمع می شود و سپس هنوز در دریا شسته می شود. از حیوانات دریایی در حال مرگ ، به ویژه ماهی ، فسفر دوباره وارد دریا می شود و وارد چرخه می شود ، اما برخی از اسکلت ماهی ها به اعماق زیادی می رسند و فسفر موجود در آنها دوباره وارد سنگ های رسوبی می شود ، یعنی از چرخه بیوشیمیایی خاموش می شود.

چرخه گوگرد صندوق ذخیره اصلی گوگرد در رسوبات و خاک یافت می شود ، اما بر خلاف فسفر ، یک صندوق ذخیره در جو وجود دارد. نقش اصلی در درگیری گوگرد در گردش بیوژئوشیمیایی به میکروارگانیسم ها تعلق دارد. برخی از آنها عوامل کاهنده هستند ، برخی دیگر عوامل اکسید کننده هستند.

در سنگ ها ، گوگرد به صورت سولفید (FeS2 و غیره) ، در محلول ها - به صورت یون (SO42–) ، در فاز گازی به صورت سولفید هیدروژن (H2S) یا دی اکسید گوگرد (SO2) یافت می شود. در برخی ارگانیسم ها ، گوگرد به شکل خالص خود جمع می شود و با از بین رفتن آنها ، رسوبات گوگرد بومی در کف دریاها تشکیل می شود.

در اکوسیستم های زمینی ، گوگرد از خاک به طور عمده به صورت سولفات وارد گیاه می شود. در موجودات زنده ، گوگرد در پروتئین ها ، به شکل یونها و غیره موجود است. پس از مرگ موجودات زنده ، بخشی از گوگرد موجود در خاک توسط میکروارگانیسم ها به Н2S کاهش می یابد ، قسمت دیگر به سولفات اکسید می شود و دوباره در چرخه قرار می گیرد. سولفید هیدروژن تشکیل شده در جو تبخیر می شود ، در آنجا اکسید شده و با بارش به خاک برمی گردد.

احتراق انسان توسط سوخت های فسیلی (به ویژه ذغال سنگ) و همچنین انتشار از صنایع شیمیایی منجر به تجمع دی اکسید گوگرد (SO2) در جو می شود که با بخار آب واکنش نشان می دهد و به شکل باران اسیدی به زمین می افتد.

چرخه های بیوشیمیایی به اندازه چرخه های زمین شناسی در مقیاس بزرگ نیستند و بطور قابل توجهی تحت تأثیر انسان قرار می گیرند. فعالیت اقتصادی انزوای آنها را نقض می کند ، آنها تبدیل به دورچرخ می شوند.

وجود طولانی مدت حیات بر روی زمین به دلیل گردش مداوم مواد در زیست کره امکان پذیر است. تمام عناصر موجود در این سیاره به مقدار محدود هستند. استفاده از تمام ذخایر منجر به ناپدید شدن همه موجودات زنده می شود. بنابراین ، سازوکارهایی در طبیعت وجود دارند که حرکت ترکیبات شیمیایی را از زندگی به سمت طبیعت غیر زنده و برگشت تضمین می کنند.

انواع گردش مواد

استفاده مکرر از عناصر موجود به ثبات فرایندهای زندگی با مقدار کافی از منابع انرژی کمک می کند. منبع اصلی انرژی که گردش مواد در زیست کره را تضمین می کند ، خورشید است.

سه چرخه وجود دارد: زمین شناسی ، بیوژئوشیمیایی و انسانی (بعد از ظهور بشر ظاهر شد).

زمین شناسی

عملکرد زمین شناسی یا گردش زیاد مواد به دلیل فرایندهای زمین شناسی خارجی و داخلی انجام می شود.

فرآیندهای درون زا (عمیق) تحت تأثیر انرژی داخلی سیاره رخ می دهد. منبع آن رادیواکتیویته و همچنین تعدادی از واکنشهای بیوشیمیایی در هنگام تشکیل مواد معدنی و غیره است.

فرآیندهای برونزا تحت تأثیر انرژی خورشید است. موارد اصلی عبارتند از: تخریب و تغییر در سنگ های معدنی و آلی ، انتقال این بقایا به مناطق دیگر زمین ، تشکیل سنگ های رسوبی. فرآیندهای برون زا همچنین شامل فعالیت های حیات وحش و انسان است.

قاره ها ، فرورفتگی های کف اقیانوس نتیجه تأثیر عوامل درون زا است و تغییرات جزئی در توپوگرافی موجود تحت تأثیر فرآیندهای برون زا (تپه ها ، دره ها ، تپه های شنی) شکل گرفت. در حقیقت ، فعالیت عوامل درون زا و برون زا به یکدیگر معطوف می شود. درون زا مسئول ایجاد فرم های بزرگ زمین است ، در حالی که فرم های برون زا آنها را صاف می کند.

ذوب سیلیکات پوسته زمین (ماگما) پس از عبور هوا در سنگهای رسوبی عبور می کند. با عبور از میان لایه های متحرک پوسته زمین ، آنها به اعماق زمین فرو می روند ، در آنجا ذوب شده و به ماگما تبدیل می شوند. دوباره به سطح سطح فوران می کند و پس از جامد شدن ، به سنگهای آذرین تبدیل می شود.

بنابراین ، گردش زیاد تبادل دائمی ماده بین بیوسفر و اعماق زمین را فراهم می کند.

بیوشیمیایی

گردش خون بیوشیمیایی یا کوچک به دلیل تعامل همه موجودات زنده انجام می شود. تفاوت آن با زمین شناسی این است که کوچک با مرزهای زیست کره محدود می شود.

به لطف انرژی خورشیدی ، یک فرایند مهم در اینجا اتفاق می افتد - فتوسنتز. در این حالت ، مواد آلی توسط autotrophs ، با سنتز مواد غیر آلی تولید می شوند. سپس توسط هتروتروف جذب می شوند. پس از آن ، بدن مرده حیوانات و گیاهان معدنی می شوند (به محصولات غیرآلی تبدیل می شوند). مواد معدنی بدست آمده دوباره توسط ارگانیسم های خودتروف استفاده می شود.

چرخه کوچک مواد به دو جز divided تقسیم می شود:

صندوق ذخیره - کسری از موادی که هنوز توسط افراد زنده استفاده نمی شود.
صندوق مبادله - بخش کوچکی از ماده ای که در فرآیندهای متابولیک نقش دارد.

صندوق ذخیره به 2 نوع تقسیم می شود:

نوع گاز یک صندوق ذخیره هوا و آب است (عناصر زیر درگیر هستند: C ، O ، N).
نوع رسوبی - صندوق ذخیره ای که در پوسته جامد زمین قرار دارد (عناصر زیر درگیر هستند: P ، Ca ، Fe).

فرآیندهای متابولیکی شدید با تأمین آب کافی و شرایط دمایی بهینه امکان پذیر است. بنابراین ، در عرض های جغرافیایی گرمسیری ، گردش خون سریعتر از مناطق شمالی است.

عملکرد گردش مواد در زیست کره چیست؟

وحدت زیست کره با گردش ماده و انرژی حفظ می شود. تعامل مداوم آنها حیات را در کل کره زمین حفظ می کند. کربن یکی از عناصر غیر قابل تعویض موجودات زنده است. چرخه کربن توسط فعالیت های فلور پشتیبانی می شود.

کربن وارد چرخه مواد موجود در زیست کره می شود و آن را به صورت دی اکسید کربن کامل می کند. در طی فتوسنتز ، دی اکسید کربن از جو جذب می شود که توسط ارگانیسم های فتوسنتز به کربوهیدرات تبدیل می شود. CO 2 در هنگام تنفس برمی گردد.

نیتروژن یک عنصر مهم ، بخشی ساختاری از DNA ، ATP ، پروتئین ها است. بیشتر توسط نیتروژن مولکولی نشان داده می شود و در این شکل توسط گیاهان جذب نمی شود. چرخه نیتروژن توسط باکتری ها و سیانوباکتری ها ایجاد می شود. آنها می توانند مولکول های N را به ترکیباتی که در دسترس گیاهان است تبدیل کنند. پس از مرگ ، مواد آلی تسلیم عمل باکتری های ساپروژنیک شده و به آمونیاک تجزیه می شوند. بخشی از آن به قسمت فوقانی جو منتقل می شود و همراه با دی اکسید کربن ، گرمای کره زمین را حفظ می کند.

عملکرد و اهمیت موجودات زنده

همه موجودات زنده در گردش مواد شرکت می کنند ، در حالی که برخی مواد را جذب می کنند و برخی دیگر را آزاد می کنند. یکسری عملکردها موجودات زنده را انجام می دهند.

انرژی
گاز
تمرکز
اکسیداتیو کاهنده
مخرب
حمل و نقل
محیط سازی

نقش تجزیه کننده ها در چرخه مواد

در طی چرخه مواد ، کاهنده ها مواد معدنی و منابع آب را به خاک برمی گردانند ، بنابراین آنها را در دسترس ارگانیسم های خودتروفی قرار می دهند. بنابراین ، همه طبیعت زنده نمی تواند بدون تجزیه کننده وجود داشته باشد. قارچ ها و باکتری ها نمایندگان معمول تجزیه کننده ها هستند.

اهمیت باکتریها

باکتری ها نقش زیادی در چرخه مواد موجود در زیست کره دارند. اهمیت میکروارگانیسم ها عمدتا توسط وقوع گسترده آنها ، روند سریع متابولیسم تعیین می شود.

باکتریها ترکیبات آلی گیاهان مرده را تجزیه کرده و کربن را در زیست کره آزاد می کنند. همچنین ، باکتری ها قادر به انجام واکنش های شیمیایی غیر قابل دسترسی برای سایر موجودات زنده (باکتری های تثبیت کننده ازت) هستند.

نقش قارچ ها در چرخه مواد موجود در زیست کره چیست؟

آنها ترکیبات آلی را به ترکیبات غیر آلی تبدیل می کنند که منبع تغذیه گیاهان می شوند. همچنین ، برخی از قارچ ها در تشکیل خاک نقش دارند. مواد آلی انباشته شده در بدن قارچ پس از مرگ ، به هوموس تبدیل می شود.

خانه » فن آوری » چه ارگانیسم هایی در گردش مواد دخیل هستند. چرخه مواد موجود در زیست کره ، گونه های زمین شناسی و بیوشیمیایی ، اهمیت موجودات زنده