Длительное существование жизни на Земле возможно благодаря постоянному круговороту веществ в биосфере. Все элементы, которые есть на планете, находятся в ограниченном количестве. Использование всех запасов привело бы к исчезновению всего живого. Поэтому в природе существуют механизмы, обеспечивающие перемещение химических соединений из живого к неживой природе и обратно.
Виды круговоротов веществ
Неоднократное использование существующих элементов способствует постоянству жизненных процессов при достаточном количестве энергетических ресурсов. Главный источник энергии, обеспечивающий круговорот веществ в биосфере — Солнце.
Выделяют три круговорота: геологический, биогеохимический и антропогенный (появился после возникновения человечества).
Врачи подчеркивают важность круговорота веществ в биосфере для поддержания здоровья экосистем и, как следствие, здоровья человека. Геологические и биохимические процессы, такие как углеродный и азотный циклы, играют ключевую роль в обеспечении живых организмов необходимыми элементами. Врачи отмечают, что нарушения в этих циклах могут привести к экологическим проблемам, которые, в свою очередь, негативно сказываются на здоровье населения. Например, загрязнение водоемов и почвы химическими веществами может вызвать заболевания у людей и животных. Живые организмы, включая микроорганизмы, растения и животные, участвуют в этих процессах, способствуя разложению органических веществ и восстановлению питательных веществ в экосистеме. Таким образом, поддержание баланса в круговороте веществ является не только экологической, но и медицинской задачей, требующей внимания и действий со стороны общества.
Геологический
Геологический или большой круговорот веществ функционирует благодаря внешним и внутренним геологическим процессам.
Эндогенные (глубинные) процессы происходят под воздействием внутренней энергии планеты. Ее источником служит радиоактивность, а также ряд биохимических реакций при формировании минералов и др. К глубинным процессам относят: перемещение земной коры, землетрясения, возникновение магматических расплавов, преобразования твердых пород.
Экзогенные процессы вызваны влиянием солнечной энергии. Основные из них: разрушение и изменение минеральных и органических пород, перенос этих остатков на другие участки земли, формирование осадочных пород. Экзогенные процессы также включают деятельность живой природы и человека.
Континенты, впадины океанического дна — результат влияния эндогенных факторов, а незначительные изменения существующего рельефа сформировались под действием экзогенных процессов (холмы, овраги, дюны). По сути, деятельность эндогенных и экзогенных факторов направлена друг на друга. Эндогенные отвечают за создание крупных форм рельефа, а экзогенные сглаживают их.
Силикатный расплав земной коры (магма) после выветривания переходит в осадочные породы. Проходя через подвижныеслои земной коры, они опускаются вглубь земного шара, где плавятся и обращаются в магму. Она снова извергается на поверхность и, после застывания, превращается в магматические породы.
Так, большой круговорот обеспечивает постоянный обмен вещества между биосферой и глубинами Земли.
Биохимический
Биогеохимический или малый круговорот осуществляется благодаря взаимодействию всего живого. Отличие от геологического состоит в том, что малый ограничен границами биосферы.
Благодаря солнечной энергии здесь идет важный процесс — фотосинтез. При этом органические вещества продуцируются автотрофами, путем синтеза из неорганических. Далее они поглощаются гетеротрофами. После, отмершие тела животных и растений минерализуются (превращаются в неорганические продукты). Полученные неорганические вещества снова используются автотрофными организмами.
Малый круговорот веществ делится на две составляющие:
- Резервный фонд — та доля веществ, что еще не используется живыми особями;
- обменный фонд — небольшая доля вещества, задействованная в обменных процессах.
Резервный фонд делится на 2 вида:
- Газового типа — это резервный фонд воздушной и водной среды (задействованы следующие элементы: C, O, N);
- осадочного типа — резервный фонд, что находится в твердой оболочке земли (задействованы следующие элементы: P, Ca, Fe).
Интенсивные обменные процессы возможны при достаточном поступлении воды и оптимальном температурном режиме. Поэтому в тропических широтах круговорот протекает быстрее, чем в северных.
Круговорот веществ в биосфере — это сложный и многогранный процесс, который обеспечивает устойчивость экосистем и поддерживает жизнь на Земле. Люди отмечают, что этот процесс включает в себя как геологические, так и биохимические виды круговорота. Геологический круговорот, например, связан с перемещением веществ через земную кору, атмосферу и океаны, в то время как биохимический круговорот охватывает обмен веществ между живыми организмами и окружающей средой.
Значение живых организмов в этом контексте трудно переоценить. Они не только участвуют в переработке и трансформации веществ, но и способствуют поддержанию баланса в экосистемах. Растения, поглощая углекислый газ и выделяя кислород, играют ключевую роль в поддержании жизни на планете. Микроорганизмы, в свою очередь, участвуют в разложении органических веществ, возвращая питательные элементы в почву. Таким образом, круговорот веществ является основой для существования жизни, и понимание его механизмов помогает людям лучше заботиться о природе и сохранять экосистемы.
Какую функцию выполняет круговорот веществ в биосфере?
Единство биосферы поддерживается круговоротом вещества и энергии. Постоянное их взаимодействие поддерживает жизнь на всей планете. Углерод — один из незаменимых элементов живых существ. Круговорот углерода поддерживается за счет деятельности представителей растительного мира.
Углерод вступает в круговорот веществ в биосфере и завершает его в форме углекислого газа. Во время фотосинтеза из атмосферы поглощается диоксид углерода, который превращается фотосинтезирующими организмами в углеводы. Назад возвращается CO2 в процессе дыхания.
Азот — важный элемент, структурная часть ДНК, АТФ, белков. Он в большей мере представлен молекулярным азотом, и в таком виде не усваивается растениями. Круговороту азота способствуют бактерии и цианобактерии. Они могут переводить молекулы N в соединения, которые доступны для растений. После гибели органика поддается действию сапрогенных бактерий и расщепляется до аммиака. Часть которого подымается в верхние слои атмосферы и вместе с диоксидом углерода удерживает тепло планеты.
Функция и значение живых организмов
Все живое участвует в круговороте веществ, при этом усваивая одни вещества и выделяя другие. Существует ряд функций, которые выполняют живые организмы.
- Энергетическая
- Газовая
- Концетрационная
- Окислительно-востановительная
- Деструктивная
- Транспортная
- Средообразующая
Роль редуцентов в круговороте веществ
Редуценты в процессе круговорота веществ возвращают минералы и водные ресурсы в почву, при этом они становятся доступными для автотрофных организмов. Таким образом, вся живая природа не может существовать без редуцентов. Типичными представителями редуцентов являются грибы и бактерии.
Значение бактерий
Бактерии в круговороте веществ в биосфере играют огромную роль. Значимость микроорганизмов определяется, главным образом, их широкой распространённостью, быстрыми обменными процессами.
Бактерии разлагают органические соединения отмерших растений и освобождают в биосферу углерод. Также бактерии способны осуществлять химические реакции, недоступные для других живых существ (азотфиксирующие бактерии).
Какова роль грибов в круговороте веществ в биосфере?
Они превращают органические соединения в неорганические, которые становятся источником питания для растений. Также некоторые грибы участвуют в почвообразовании. Накопившаяся органика в теле гриба после его отмирания превращается в перегной.
Вопрос-ответ
Что такое круговорот веществ в биосфере и почему он важен?
Круговорот веществ в биосфере — это процесс, в ходе которого элементы и соединения перемещаются между живыми организмами и окружающей средой. Он важен, потому что обеспечивает постоянное обновление ресурсов, необходимых для жизни, таких как углерод, азот и кислород, а также поддерживает баланс экосистем, что способствует устойчивости и разнообразию жизни на Земле.
Какие существуют виды круговорота веществ и чем они отличаются?
Существует два основных вида круговорота веществ: геологический и биохимический. Геологический круговорот включает процессы, связанные с движением и переработкой минералов и горных пород в земной коре, тогда как биохимический круговорот охватывает обмен веществ между живыми организмами и окружающей средой, включая фотосинтез, дыхание и разложение. Эти виды круговорота взаимосвязаны и влияют друг на друга.
Какое значение имеют живые организмы в круговороте веществ?
Живые организмы играют ключевую роль в круговороте веществ, так как они участвуют в преобразовании и передаче энергии и питательных веществ. Например, растения поглощают углекислый газ и выделяют кислород в процессе фотосинтеза, а микроорганизмы разлагают органические вещества, возвращая питательные элементы в почву. Без этих процессов экосистемы не смогли бы функционировать и поддерживать жизнь.
Читайте также:
Советы
СОВЕТ №1
Изучайте экосистемы своего региона. Понимание местных видов растений и животных поможет вам лучше осознать, как они взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой, а также их роль в круговороте веществ.
СОВЕТ №2
Участвуйте в экологических проектах и акциях по охране окружающей среды. Это не только поможет сохранить биосферу, но и даст вам практическое понимание процессов, происходящих в природе.
СОВЕТ №3
Чтение научной литературы и статей о биохимических циклах, таких как углеродный и азотный циклы, поможет вам глубже понять, как живые организмы влияют на геологические процессы и наоборот.
СОВЕТ №4
Обсуждайте с друзьями и знакомыми важность сохранения биоразнообразия. Обмен мнениями и знаниями может вдохновить вас и других на более активные действия по защите экосистем.
