Wat is de biotische cyclus? Als gesloten systeem functioneert het al miljarden jaren met succes.
Laten we proberen uit te zoeken wat de biotische cyclus is.
Kenmerken
Dode planten en overblijfselen van organismen worden verwerkt door insecten, schimmels, bacteriën en protozoa. Dieren en planten worden geleidelijk omgezet in elementaire organische en minerale verbindingen. De biotische cyclus omvat het binnendringen van deze stoffen in de bodem en de daaropvolgende consumptie door planten. Het proces wordt gekenmerkt door sluiting, continuïteit, verval, ontleding van eindverbindingen. Het is een ononderbroken cirkel die het leven op de planeet regeert.
Betekenis
De biotische cyclus van koolstof in terrestrische ecosystemen zal worden beschouwd aan de hand van het voorbeeld van fosfor. Een voldoende hoeveelheid van dit element wordt gevonden in de humushorizonten van ongestoorde bodems, evenals in het bosstrooisel. Dankzij de cyclus is het mogelijk om ongeveer 106-107 ton fosfor in de biosfeer te accumuleren. De fytomassa van natuurlijke weidesteppen bevat ongeveer 30 kg/ha van dit element, wat ruim voldoende is voor zoogdieren.
Energie-uitwisseling
De biotische cyclus omvat energie-uitwisseling. De essentie ervan komt neer op het feit dat energie niet verdwijnt in de keten van (trofische) voedseltransformaties, maar de transformatie van het ene type naar het andere wordt waargenomen.
Zonne-energie wordt op elk niveau in een soortgelijk proces omgezet. Direct verbruik van zonne-energie is alleen typisch voor groene planten in het kader van fotosynthese.
Ze creëren een organische verbinding (glucose) uit koolstofdioxide en water en accumuleren energie. Bladeren van planten worden alleen bij dit chemische proces betrokken in de aanwezigheid van zonlicht en chlorofyl.
Procesfuncties
In sommige perioden van het bestaan van de mensheid was de biotische cyclus van stoffen verstoord. Alleen overschotten werden onttrokken, die werden afgezet als gas, kolen, olie, kalksteen en andere organische mineralen.
Tijdens de verbranding van olie of steenkool in ovens (motoren) komt energie vrij en wordt deze gebruikt, die in de loop van miljoenen jaren door de biosfeer is verzameld. In het verleden waren dergelijke overschottende biosfeer niet vervuilen, werd hun negatieve invloed op de biotische cyclus niet waargenomen. Vandaag is anders.
Specificaties
Diversiteit van dieren is belangrijk voor het succesvol uitvoeren van de cyclus. Eén soort zal de organische stoffen van planten in de biogeocenose niet kunnen afbreken tot de eindproducten. Het breekt slechts een deel ervan af, evenals enkele van de organische verbindingen die erin zitten. Netwerken en voedselketens worden op een vergelijkbare manier gevormd.
Bij de biocenose is de sfeer belangrijk. Het helpt de biologische kringloop van energie en stoffen in stand te houden en zorgt ook voor de waterhuishouding.
Verontreinigende stoffen kunnen ontleden in vormen die kunnen worden betrokken bij volgende stadia van de cyclus en worden opgenomen door levende organismen.
De cyclus is gebaseerd op de afbraak en absorptie van verontreinigende stoffen door micro-organismen, het hangt af van de activiteit en hoeveelheid van chemische elementen die direct bij de cyclus betrokken zijn.
Een ecosysteem is de som van anorganische en organische componenten waarbinnen de biotische cyclus van stoffen plaatsvindt.
Procesdiagram
Planten, die een constante stroom van energie van de zon ontvangen, vormen primaire producten uit anorganische materie. In de resterende schakels van de cyclus is er een verandering en verlies van energie. Producenten, consumenten, decomposers in het ecosysteem consumeren de levende materie van de oorspronkelijke productie. Dieren consumeren voor een dergelijk proces vele malen meer levende materie van het laagste niveau, waardoor het totaal lager wordtenergiereserves. Circulatie wordt verzorgd door de interactie van de drie groepen.
De eerste groep bestaat uit producenten. Deze omvatten groene planten die actief betrokken zijn bij fotosynthese. Dergelijke stoffen zijn ook bacteriën die tot chemosynthese in staat zijn. Ze vormen de primaire organische stof.
De tweede groep - consumenten van de eerste bestelling. Het zijn consumenten van organische stof. Deze omvatten roofdieren, evenals protozoa. Dieren die zijn geclassificeerd als roofdieren, ongeveer 250 verschillende soorten.
De derde groep - destructors (decomposers), die dood organisch materiaal afbreken tot mineralen. Deze omvatten schimmels, bacteriën en protozoa. De accumulatie van zonne-energie wordt uitgevoerd op de opgaande tak van de cyclus als gevolg van fotosynthese. Planten in dit stadium synthetiseren organische stoffen uit stikstof, water en koolstofdioxide.
Energieverbruik
Waar houdt de biologie nog meer rekening mee? De ademhaling van planten neemt daarin een belangrijke plaats in, aangezien dit proces bijna de helft van de organische stof oxideert tot koolstofdioxide en terugbrengt naar de atmosfeer.
De op één na grootste variant van het besteden van organische verbindingen en opgeslagen energie is het gebruik van eerste-orde consumenten van planten. De energie die door fytofagen met voedsel wordt opgeslagen, wordt besteed aan leven, ademhaling en voortplanting. Ze wordt uitgescheiden in uitwerpselen.
Herbivore dieren zijn voedsel voor carnivoren (consumenten van het hoogste trofische niveau). Ze verspillen op hun beurt energie,opgehoopt met voedsel, vergelijkbaar met plantenetende dieren.
Relatie van elementen
Een aparte schakel in het ecosysteem levert organische reststoffen aan het milieu. Ze dienen als bron van energie en voedsel voor saprofaagdieren (schimmels, bacteriën). De laatste fase van koolhydraatomzetting is het proces van humificatie, de daaropvolgende oxidatie van humus tot koolstofdioxide en de mineralisatie van asfragmenten. Ze komen dan weer in de atmosfeer en de bodem terecht, als voedsel voor planten.
De biotische cyclus is een continu proces van het creëren en afbreken van organische verbindingen. Het wordt gerealiseerd door alle drie de groepen organismen. Leven zonder producenten is onmogelijk, omdat ze de basis van het leven vormen. Alleen zij hebben het vermogen om primaire organische stof te creëren, zonder welke de volgende cyclus niet doorgaat.
Door de consumptie van consumenten van verschillende orden van primaire en secundaire productie, overdracht van de ene soort naar de andere, is een verscheidenheid aan vormen mogelijk op aarde. Reductiemiddelen die organische stoffen afbreken, brengen het terug naar de eerste fase van de cyclus.
Grootschalige migratiecycli van chemische componenten binden de buitenste schillen van de planeet tot één geheel, ze verklaren de continuïteit van evolutie.
De energie van de zon fungeert als de drijvende kracht van de biotische cyclus. Het belangrijkste proces dat bijdraagt aan de productie van organisch materiaal is fotosynthese. Het is alleen mogelijk als groene planten zonne-energie gebruiken.
Bladeren van planten (autotrofen),die glucose synthetiseren, "conserveren" zonne-energie in een organische verbinding. Als we vanuit de ruimte de biosfeer binnenkomen, hoopt energie zich op in planten, rotsen en bodem. De zon zorgt voor de circulatie van chemische elementen en maakt op zijn beurt de vorming van anorganische of organische stoffen mogelijk.
Wat is belangrijk om te weten
Naast koolstof, zuurstof, waterstof nemen ook andere biologisch belangrijke elementen deel aan de biotische cyclus: calcium, stikstof, fosfor, silicium, kalium, natrium, zwavel. Dit proces is ook onmogelijk zonder sporenelementen: jodium, zink, broom, molybdeen, zilver, nikkel, lood, magnesium. In de lijst met elementen die door levende materie worden opgenomen, zijn er zelfs vergiften - arseen, selenium, kwik en radioactieve componenten (radium, uranium).
Fietssnelheid
Energie-uitwisseling is cyclisch. De vernieuwing van de levende materie van de biosfeer wordt na ongeveer 8 jaar uitgevoerd. In de oceaan verloopt het proces veel sneller (na 33 dagen). In de atmosfeer wordt zuurstof in tweeduizend jaar vervangen en koolmonoxide in 6 jaar. Volledige vervanging van water in de hydrosfeer duurt 2800 jaar.
Chemische verbindingen die beschikbaar zijn voor de componenten van de biosfeer zijn beperkt. Door hun uitputbaarheid wordt de ontwikkeling van sommige groepen organismen in de oceaan en op het land geremd.
Circulatie-opties
Alleen dankzij de circulatie van energie en stoffen wordt een stabiele toestand van de biosfeer gehandhaafd. Er zijn twee opties: geologisch (groot) en biogeochemisch (klein).
Denk aan de eersteoptie fietsen. Stollingsgesteenten veranderen onder invloed van biologische, chemische, fysische factoren in sedimentair gesteente, in het bijzonder in klei en zand. Ze kunnen ook ontstaan tijdens de synthese van biogene mineralen (dode micro-organismen) uit het water van de zeeën en oceanen. Waterige losse sedimenten hopen zich geleidelijk op op de bodem van het reservoir, verharden en vormen dichte rotsen.
Dan is er hun transformatie, de processen van metamorfose worden waargenomen. Onder invloed van delen van endogene energie worden de lagen opnieuw gesmolten, waardoor magma wordt gevormd. Wanneer ze onder invloed van verwering naar de oppervlakte van de aarde stijgen, worden ze overgebracht en opnieuw omgezet in sedimentair gesteente.
De grote cyclus wordt gekenmerkt door de interactie van exogene (zonne) energie met de endogene (diepe) energie van de aarde. Dankzij dit proces wordt de stof herverdeeld tussen de diepe horizonten en de biosfeer van de planeet.
Het omvat ook de beweging van water tussen de lithosfeer, atmosfeer, hydrosfeer, verzameld door zonne-energie. Eerst verdampt water van het oppervlak van de oceaan (zeeën, meren, rivieren) en keert vervolgens terug naar de aarde in de vorm van neerslag. Compenseer dergelijke processen rivierafvoer. Vegetatie speelt een belangrijke rol in de watercyclus.
Kleine circulatie is alleen typisch voor de biosfeer. Cycli worden op planetaire schaal gecreëerd door cyclische meervoudige bewegingen van atomen, evenals die bewegingen die worden veroorzaakt door vulkanisme, de beweging van de zeebodem, windenergie, ondergrondse stromen.
Samenvatten
In de biosfeer circuleren stoffen,biogeochemische cycli vormen. Ze hebben de volgende elementen in grote hoeveelheden nodig: zuurstof, stikstof, koolstof, waterstof. Hun circulatie is mogelijk dankzij zelfregulerende processen waarin andere componenten van ecosystemen actieve deelnemers worden.
In alle stadia van de ontwikkeling van de biosfeer is de wet van de wereldwijde sluiting van de cyclus van kracht. De basis van een dergelijk proces is zonne-energie, evenals het chlorofyl van groene planten.
Voor de volledige afbraak van organisch materiaal, dat wordt gecreëerd door groene planten, heb je evenveel zuurstof nodig als er vrijkomt bij fotosynthese. Dankzij de begraving van organisch materiaal in turf, steenkool en sedimentgesteenten, wordt het uitwisselingsfonds voor zuurstof in de atmosfeer in stand gehouden.
Als gevolg van de toename van het aantal transportbedrijven, industriële ondernemingen, wordt de zuurstofkringloop in de natuur verstoord. Dit heeft een negatieve invloed op de levensvatbaarheid van het biosysteem, leidt tot mutaties en het volledig uitsterven van sommige soorten levende planten en dieren.
