Биотикалық цикл дегеніміз не? Жабық жүйе ретінде ол бірнеше миллиард жыл бойы сәтті жұмыс істеп келеді.
Биотикалық циклдің не екенін анықтауға тырысайық.
Мүмкіндіктер
Өлі өсімдіктер мен организмдердің қалдықтарын жәндіктер, саңырауқұлақтар, бактериялар және қарапайымдылар өңдейді. Жануарлар мен өсімдіктер бірте-бірте элементтік органикалық және минералды қосылыстарға айналады. Биотикалық цикл бұл заттардың топыраққа түсуін, оларды өсімдіктердің кейін тұтынуын қамтиды. Процесс соңғы қосылыстардың тұйықталуымен, үздіксіздігімен, ыдырауымен, ыдырауымен сипатталады. Бұл планетадағы тіршілікті басқаратын үздіксіз шеңбер.
Маңыздылық
Жердегі экожүйелердегі көміртектің биотикалық айналымы фосфор мысалында қарастырылады. Бұл элементтің жеткілікті мөлшері бұзылмаған топырақтың гумусты горизонттарында, сондай-ақ орман қоқысында кездеседі. Циклдің арқасында биосферада шамамен 106-107 тонна фосфор жинақталуы мүмкін. Табиғи шалғынды далалардың фитомасасында бұл элементтің шамамен 30 кг/га бар, бұл сүтқоректілер үшін жеткілікті.
Энергия алмасу
Биотикалық цикл энергия алмасуды қамтиды. Оның мәні қоректік (трофикалық) түрленулер тізбегінде энергия жоғалып кетпей, оның бір түрден екінші түрге ауысуы байқалады.
Күн энергиясы барлық деңгейде ұқсас процесте түрленеді. Күн энергиясын тікелей тұтыну фотосинтез аясындағы жасыл өсімдіктерге ғана тән.
Олар көмірқышқыл газы мен судан органикалық қосылыс (глюкоза) жасап, энергия жинақтайды. Өсімдіктердің жапырақтары бұл химиялық процеске тек күн сәулесі мен хлорофиллдің қатысуымен ғана кіреді.
Процесс мүмкіндіктері
Адамзат өмірінің кейбір кезеңдерінде заттардың биотикалық айналымы бұзылған. Газ, көмір, мұнай, әктас және басқа органикалық пайдалы қазбалар ретінде жинақталған артығы ғана алынды.
Мұнайды немесе көмірді пештерде (моторларда) жағу кезінде миллиондаған жылдар бойы биосферада жинақталған энергия бөлініп, пайдаланылады. Бұрын мұндай артықшылықтар болғанбиосфераны қоқыспен ластамады, олардың биотикалық айналымға кері әсері байқалмады. Бүгінгі күн басқаша.
Ерекшеліктер
Циклдің сәтті жүзеге асуы үшін жануарлардың әртүрлілігі маңызды. Бір түр биогеоценоздағы өсімдіктердің органикалық заттарын ақырғы өнімге дейін ыдырата алмайды. Ол олардың бір бөлігін ғана, сондай-ақ олардың құрамындағы кейбір органикалық қосылыстарды ыдыратады. Желілер мен қоректік тізбектер ұқсас жолмен қалыптасады.
Биоценозда атмосфераның маңызы зор. Ол энергия мен заттардың биологиялық айналымын сақтауға, сондай-ақ су балансын қамтамасыз етуге көмектеседі.
Ластаушы циклдің келесі кезеңдеріне қатысатын және тірі организмдер ассимиляциялайтын формаларға ыдырауы мүмкін.
Цикл ластаушы заттардың микроорганизмдердің ыдырауы мен сіңірілуіне негізделген, ол циклге тікелей қатысатын химиялық элементтердің белсенділігі мен санына байланысты.
Экожүйе – заттардың биотикалық айналымы өтетін бейорганикалық және органикалық компоненттердің қосындысы.
Процесс диаграммасы
Күннен тұрақты энергия ағынын алатын өсімдіктер бейорганикалық заттардан бастапқы өнімдер түзеді. Циклдің қалған буындарында энергияның өзгеруі және жоғалуы байқалады. Экожүйедегі өндірушілер, тұтынушылар, ыдыратушылар бастапқы өнімнің тірі затын тұтынады. Жануарлар мұндай процесс үшін ең төменгі деңгейдегі тірі затты бірнеше есе көп тұтынады, жалпы мөлшерін азайтадыэнергия қорлары. Айналымы үш топтың өзара әрекеттесуі арқылы қамтамасыз етіледі.
Бірінші топ өндірушілерден тұрады. Оларға фотосинтезге белсенді қатысатын жасыл өсімдіктер жатады. Мұндай заттар хемосинтезге қабілетті бактериялар болып табылады. Олар бастапқы органикалық затты құрайды.
Екінші топ – бірінші ретті тұтынушылар. Олар органикалық заттардың тұтынушылары. Оларға жыртқыштар, сондай-ақ қарапайымдылар жатады. Жыртқыштар қатарына жатқызылған жануарлар, шамамен 250 түрлі түр.
Үшінші топ – өлі органикалық заттарды минералдарға дейін ыдырататын деструкторлар (ыдыратушылар). Оларға саңырауқұлақтар, бактериялар және қарапайымдылар жатады. Күн энергиясының жинақталуы фотосинтезге байланысты циклдің көтерілу тармағында жүзеге асады. Бұл кезеңде өсімдіктер азоттан, судан, көмірқышқыл газынан органикалық заттарды синтездейді.
Энергия тұтыну
Биология тағы нені қарастырады? Онда өсімдіктердің тыныс алуы маңызды орын алады, өйткені бұл процесс органикалық заттардың жартысына жуығын көмірқышқыл газына дейін тотықтырып, оны атмосфераға қайтарады.
Органикалық қосылыстар мен жинақталған энергияны жұмсаудың екінші ең үлкен нұсқасы өсімдіктердің бірінші ретті тұтынушыларын пайдалану болып табылады. Фитофагтардың тамақпен бірге жинаған энергиясы тіршілікке, тыныс алуға және көбеюге жұмсалады. Ол нәжіспен шығарылады.
Шөпқоректі жануарлар етқоректілердің қорегі (жоғары трофикалық деңгейдегі тұтынушылар). Олар өз кезегінде энергияны босқа жұмсайды,шөп қоректі жануарларға ұқсас тағаммен бірге жинақталған.
Элементтердің байланысы
Экожүйедегі бөлек сілтеме қоршаған ортаны органикалық қалдықтармен қамтамасыз етеді. Олар сапрофагтар (саңырауқұлақтар, бактериялар) үшін энергия көзі және қорек қызметін атқарады. Көмірсулардың айналуының соңғы кезеңі гумификация процесі, кейіннен қарашіріктің көмірқышқыл газына дейін тотығуы және күл фрагменттерінің минералдануы. Содан кейін олар өсімдіктерге азық ретінде атмосфера мен топыраққа қайта енеді.
Биотикалық цикл – бұл органикалық қосылыстарды жасау және ыдыратудың үздіксіз процесі. Ол организмдердің барлық үш тобы арқылы жүзеге асады. Өндірушісіз өмір мүмкін емес, өйткені олар өмірдің негізі. Тек олардың бастапқы органикалық заттарды жасау мүмкіндігі бар, онсыз кейінгі цикл жүрмейді.
Тұтынушылардың әртүрлі реттегі негізгі және қайталама өндірісті тұтынуына, бір түрден екінші түрге ауысуына байланысты Жер бетінде әртүрлі формалар мүмкін. Органикалық заттарды ыдырататын редукторлар оны циклдің бірінші кезеңіне қайтарады.
Химиялық компоненттердің миграциясының ауқымды циклдері планетаның сыртқы қабықшаларын бір бүтінге байланыстырады, олар эволюцияның үздіксіздігін түсіндіреді.
Күн энергиясы биотикалық циклдің қозғаушы күші ретінде әрекет етеді. Органикалық заттардың түзілуіне ықпал ететін негізгі процесс - фотосинтез. Бұл жасыл өсімдіктер күн энергиясын пайдаланғанда ғана мүмкін.
Өсімдіктердің жапырақтары (автотрофтар),глюкозаны синтездейтін, күн энергиясын органикалық қосылысқа «сақтайды». Биосфераға ғарыштан түскен энергия өсімдіктерде, тау жыныстарында, топырақта жинақталады. Күн химиялық элементтердің айналымын қамтамасыз етеді, бейорганикалық немесе органикалық заттардың өз кезегінде пайда болуына мүмкіндік береді.
Нені білу маңызды
Биотикалық айналымға көміртегі, оттегі, сутектен басқа биологиялық маңызды элементтер де қатысады: кальций, азот, фосфор, кремний, калий, натрий, күкірт. Бұл процесс микроэлементтерсіз де мүмкін емес: йод, мырыш, бром, молибден, күміс, никель, қорғасын, магний. Тірі зат сіңіретін элементтердің тізімінде тіпті улы заттар – мышьяк, селен, сынап, сондай-ақ радиоактивті компоненттер (радий, уран) бар.
Велосипед жылдамдығы
Энергия алмасу циклдік. Биосфераның тірі затының жаңаруы шамамен 8 жылдан кейін жүзеге асады. Мұхитта процесс әлдеқайда жылдам жүреді (33 күннен кейін). Атмосферада оттегі екі мың жылда, көміртегі тотығы 6 жылда ауыстырылады. Гидросферадағы суды толығымен ауыстыру 2800 жылға созылады.
Биосфераның құрамдас бөліктері үшін қолжетімді химиялық қосылыстар шектеулі. Олардың сарқылуына байланысты мұхиттағы және құрлықтағы организмдердің кейбір топтарының дамуы тежеледі.
Таралу опциялары
Энергия мен заттардың айналымының арқасында ғана биосфераның тұрақты күйі сақталады. Екі нұсқа бар - геологиялық (үлкен) және биогеохимиялық (кіші).
Біріншісін қарастырыңызцикл опциясы. Магмалық жыныстар биологиялық, химиялық, физикалық факторлардың әсерінен шөгінді жыныстарға, атап айтқанда, саз және құмға айналады. Олар теңіздер мен мұхиттар суларынан биогенді минералдардың (өлі микроорганизмдер) синтезі кезінде де пайда болуы мүмкін. Сулы борпылдақ шөгінділер бірте-бірте су қоймасының түбіне жиналады, қатаяды, тығыз жыныстар түзеді.
Содан кейін олардың трансформациясы жүреді, метаморфизм процестері байқалады. Эндогендік энергия бөліктерінің әсерінен қабаттар қайта балқып, магма түзеді. Олар үгілу, ауысу әсерінен жер бетіне көтерілген кезде қайтадан шөгінді жыныстарға айналады.
Үлкен цикл экзогендік (күн) энергияның Жердің эндогендік (терең) энергиясымен әрекеттесуімен сипатталады. Осы процестің арқасында зат планетаның терең көкжиектері мен биосферасы арасында қайта бөлінеді.
Сонымен қатар күн энергиясымен жинақталған литосфера, атмосфера, гидросфера арасындағы судың қозғалысы да кіреді. Алдымен су мұхит бетінен (теңіздер, көлдер, өзендер) буланып, кейін жауын-шашын түрінде жерге қайтады. Мұндай процестердің орнын толтырыңыз өзен ағыны. Өсімдіктер су айналымында маңызды рөл атқарады.
Шағын айналым тек биосфераға тән. Циклдер планетарлық масштабта атомдардың циклдік көп қозғалыстарынан, сондай-ақ вулканизм, теңіз түбінің қозғалысы, жел энергиясы, жер асты ағындары нәтижесінде пайда болатын қозғалыстардан жасалады.
Қорытынды
Биосферада заттар айналады,биогеохимиялық циклдарды құрайды. Оларға көп мөлшерде келесі элементтер қажет: оттегі, азот, көміртегі, сутегі. Олардың айналымы экожүйенің басқа компоненттері белсенді қатысушыларға айналатын өзін-өзі реттейтін процестердің арқасында мүмкін болады.
Биосфера дамуының барлық кезеңдерінде циклдің жаһандық тұйықталуы заңы әрекет етеді. Мұндай процестің негізі - күн энергиясы, сондай-ақ жасыл өсімдіктердің хлорофилл.
Жасыл өсімдіктер түзетін органикалық заттардың толық ыдырауы үшін фотосинтез кезінде бөлінетін оттегінің мөлшері соншалықты қажет. Органикалық заттардың шымтезек, көмір, шөгінді жыныстарға көмілуі арқасында атмосферада оттегінің алмасу қоры сақталады.
Көлік, өнеркәсіп кәсіпорындарының көбеюі нәтижесінде табиғаттағы оттегі айналымы бұзылады. Бұл биожүйенің өміршеңдігіне теріс әсер етеді, мутацияға және тірі өсімдіктер мен жануарлардың кейбір түрлерінің толық жойылуына әкеледі.
