Biyotik döngü nedir? Kapalı bir sistem olarak, birkaç milyar yıldır başarıyla çalışmaktadır.
Biyotik döngünün ne olduğunu bulmaya çalışalım.
Özellikler
Ölü bitkiler ve organizma kalıntıları böcekler, mantarlar, bakteriler ve protozoalar tarafından işlenir. Hayvanlar ve bitkiler yavaş yavaş temel organik ve mineral bileşiklere dönüştürülür. Biyotik döngü, bu maddelerin toprağa girmesini ve ardından bitkiler tarafından tüketilmesini içerir. İşlem, nihai bileşiklerin kapanması, sürekliliği, bozunması, ayrışması ile karakterize edilir. Gezegendeki yaşamı yöneten sürekli bir döngüdür.
Önem
Karasal ekosistemlerdeki karbonun biyotik döngüsü fosfor örneği kullanılarak ele alınacaktır. Bu elementin yeterli bir miktarı, bozulmamış toprakların humus ufuklarında ve ayrıca orman çöplerinde bulunur. Döngü sayesinde biyosferde yaklaşık 106-107 ton fosfor biriktirmek mümkündür. Doğal çayır bozkırlarının bitki kütlesi, memeliler için oldukça yeterli olan bu elementin yaklaşık 30 kg/ha'sını içerir.
Enerji değişimi
Biyotik döngü enerji alışverişini içerir. Özü, besin (trofik) dönüşüm zincirinde enerjinin kaybolmamasına, bir türden diğerine dönüşümünün gözlemlenmesine dayanır.
Güneş enerjisi her düzeyde benzer bir süreçle dönüştürülür. Güneş enerjisinin doğrudan tüketimi, yalnızca fotosentez çerçevesindeki yeşil bitkiler için tipiktir.
Karbondioksit ve sudan organik bir bileşik (glikoz) oluştururlar ve enerji biriktirirler. Bitkilerin yaprakları bu kimyasal sürece sadece güneş ışığı ve klorofil varlığında dahil olur.
Süreç Özellikleri
İnsanlığın varoluşunun bazı dönemlerinde maddelerin biyotik döngüsü bozuldu. Yalnızca gaz, kömür, petrol, kireçtaşı ve diğer organik mineraller olarak biriktirilen fazlalar çekildi.
Petrol veya kömürün fırınlarda (motorlarda) yanması sırasında, milyonlarca yıldır biyosfer tarafından biriken enerji açığa çıkar ve kullanılır. Geçmişte bu tür fazlalıklarbiyosferi kirletmediler, biyotik döngü üzerindeki olumsuz etkileri gözlenmedi. Bugün farklı.
Özellikler
Döngünün başarılı bir şekilde uygulanması için hayvanların çeşitliliği önemlidir. Bir tür, biyojeosinozda bitkilerin organik maddelerini nihai ürünlere parçalayamaz. Sadece bir kısmını ve içlerinde bulunan bazı organik bileşikleri parçalar. Ağlar ve besin zincirleri de benzer şekilde oluşur.
Biyosenozda atmosfer önemlidir. Enerji ve maddelerin biyolojik döngüsünün korunmasına ve su dengesinin sağlanmasına yardımcı olur.
Kirletici, döngünün sonraki aşamalarında yer alabilecek ve canlı organizmalar tarafından özümsenebilecek formlara ayrışabilir.
Döngü, kirleticilerin mikroorganizmalar tarafından ayrışmasına ve emilmesine dayanır, doğrudan döngüye dahil olan kimyasal elementlerin aktivitesine ve miktarına bağlıdır.
Ekosistem, içinde maddelerin biyotik döngüsünün yer aldığı inorganik ve organik bileşenlerin toplamıdır.
Süreç Şeması
Güneş'ten sürekli bir enerji akışı alan bitkiler, inorganik maddelerden birincil ürünler oluşturur. Döngünün kalan halkalarında ise bir değişim ve enerji kaybı vardır. Ekosistemdeki üreticiler, tüketiciler, ayrıştırıcılar, orijinal üretimin canlı maddesini tüketirler. Hayvanlar böyle bir işlem için en alt seviyedeki canlı maddeyi kat kat daha fazla tüketerek toplamenerji rezervleri. Dolaşım üç grubun etkileşimi ile sağlanır.
Birinci grup yapımcılardan oluşuyor. Bunlar, fotosentezde aktif olarak yer alan yeşil bitkileri içerir. Bu tür maddeler aynı zamanda kemosentez yapabilen bakterilerdir. Birincil organik maddeyi oluştururlar.
İkinci grup - birinci dereceden tüketiciler. Organik madde tüketicileridir. Bunlar, yırtıcıların yanı sıra protozoaları içerir. Yırtıcı olarak sınıflandırılan hayvanlar, yaklaşık 250 farklı tür.
Üçüncü grup - ölü organik maddeleri minerallere ayrıştıran yıkıcılar (ayrıştırıcılar). Bunlara mantarlar, bakteriler ve protozoa dahildir. Güneş enerjisinin birikmesi, fotosentez nedeniyle döngünün yükselen dalında gerçekleştirilir. Bitkiler bu aşamada azot, su, karbondioksitten organik maddeler sentezler.
Enerji tüketimi
Biyoloji başka neleri dikkate alır? Bitki solunumu, içinde önemli bir yer tutar, çünkü bu işlem organik maddenin neredeyse yarısını karbondioksite oksitleyerek atmosfere geri verir.
Organik bileşikleri ve depolanan enerjiyi harcamanın en büyük ikinci çeşidi, bitkilerin birinci dereceden tüketicilerinin kullanılmasıdır. Fitofajlar tarafından gıda ile depolanan enerji, yaşam, solunum ve üreme için harcanır. Dışkı ile atılır.
Otçul hayvanlar etoburlar (en yüksek trofik seviyedeki tüketiciler) için besindir. Onlar da enerjiyi boşa harcarlar,otçul hayvanlara benzer şekilde yiyeceklerle birikmiştir.
Elementlerin ilişkisi
Ekosistemdeki ayrı bir bağlantı, çevreye organik kalıntılar sağlar. Saprofaj hayvanları (mantarlar, bakteriler) için bir enerji ve besin kaynağı olarak hizmet ederler. Karbonhidrat dönüşümünün son aşaması, humifikasyon süreci, ardından humusun karbon dioksite oksidasyonu ve kül parçalarının mineralizasyonudur. Daha sonra bitkiler için besin olarak atmosfere ve toprağa yeniden girerler.
Biyotik döngü, organik bileşiklerin yaratılması ve parçalanmasının sürekli bir sürecidir. Her üç organizma grubu aracılığıyla gerçekleştirilir. Üreticiler olmadan yaşam imkansızdır, çünkü onlar yaşamın temelidir. Yalnızca onlar, sonraki döngünün devam etmeyeceği birincil organik madde yaratma yeteneğine sahiptir.
Farklı birincil ve ikincil üretim düzenlerindeki tüketicilerin tüketimi nedeniyle, bir türden diğerine aktarım, Dünya'da çeşitli biçimler mümkündür. Organikleri ayrıştıran indirgeyiciler onu döngünün ilk aşamasına döndürür.
Kimyasal bileşenlerin büyük ölçekli göç döngüleri gezegenin dış kabuklarını bir bütün halinde birleştirir, evrimin sürekliliğini açıklar.
Güneş'in enerjisi, biyotik döngünün itici gücü olarak hareket eder. Organik madde üretimine katkıda bulunan ana süreç fotosentezdir. Sadece yeşil bitkiler güneş enerjisi kullandığında mümkündür.
Bitkilerin yaprakları (ototroflar),Glikozu sentezleyen, güneş enerjisini organik bir bileşiğe “koruyan”. Uzaydan biyosfere giren enerji bitkilerde, kayalarda ve toprakta birikir. Güneş, kimyasal elementlerin dolaşımını sağlar, sırayla inorganik veya organik maddelerin oluşmasını sağlar.
Neyi bilmek önemlidir
Karbon, oksijen, hidrojene ek olarak, biyolojik olarak önemli diğer elementler de biyotik döngüde yer alır: kalsiyum, azot, fosfor, silikon, potasyum, sodyum, kükürt. Bu işlem eser elementler olmadan da imkansızdır: iyot, çinko, brom, molibden, gümüş, nikel, kurşun, magnezyum. Canlı madde tarafından emilen elementler listesinde zehirler bile var - arsenik, selenyum, cıva ve ayrıca radyoaktif bileşenler (radyum, uranyum).
Bisiklet hızı
Enerji değişimi döngüseldir. Biyosferin canlı maddesinin yenilenmesi yaklaşık 8 yıl sonra gerçekleştirilir. Okyanusta süreç çok daha hızlı ilerler (33 gün sonra). Atmosferde oksijen iki bin yılda, karbon monoksit 6 yılda değiştirilir. Hidrosferdeki suyun tamamen değiştirilmesi 2800 yıl sürer.
Biyosferin bileşenleri için mevcut olan kimyasal bileşikler sınırlıdır. Tükenebilirlikleri nedeniyle, okyanusta ve karada bazı organizma gruplarının gelişimi engellenir.
Dolaşım seçenekleri
Yalnızca enerji ve maddelerin dolaşımı sayesinde, biyosferin kararlı durumu korunur. İki seçenek vardır - jeolojik (büyük) ve biyojeokimyasal (küçük).
İlkini düşünündöngü seçeneği. Biyolojik, kimyasal, fiziksel faktörlerin etkisi altındaki magmatik kayaçlar, tortul kayaçlara, özellikle kil ve kuma dönüşür. Ayrıca denizlerin ve okyanusların sularından biyojenik minerallerin (ölü mikroorganizmalar) sentezi sırasında da ortaya çıkabilirler. Sulu gevşek tortular yavaş yavaş rezervuarın dibinde birikir, sertleşir, yoğun kayalar oluşturur.
Sonra onların dönüşümü var, metamorfizma süreçleri gözlemleniyor. Endojen enerji bölümlerinin etkisi altında, katmanlar yeniden eritilerek magma oluşur. Ayrışma etkisi altında Dünya yüzeyine çıktıklarında transfer olurlar, tekrar tortul kayaçlara dönüşürler.
Büyük döngü, dışsal (güneş) enerjisinin Dünya'nın içsel (derin) enerjisiyle etkileşimi ile karakterize edilir. Bu süreç sayesinde, madde derin ufuklar ve gezegenin biyosferi arasında yeniden dağıtılır.
Güneş enerjisiyle biriken suyun litosfer, atmosfer, hidrosfer arasındaki hareketini de içerir. Önce su okyanusun yüzeyinden (denizler, göller, nehirler) buharlaşır, ardından yağış şeklinde yeryüzüne döner. Bu tür süreçler nehir akışını telafi edin. Bitki örtüsü su döngüsünde önemli bir rol oynar.
Düşük dolaşım yalnızca biyosfer için tipiktir. Döngüler, atomların döngüsel çoklu hareketlerinden ve ayrıca volkanizma, deniz yatağının hareketi, rüzgar enerjisi, yer altı akışlarının neden olduğu hareketlerden gezegen ölçeğinde oluşturulur.
Özetle
Biyosferde maddeler dolaşır,biyojeokimyasal döngüler oluşturur. Aşağıdaki elementlere büyük miktarlarda ihtiyaç duyarlar: oksijen, nitrojen, karbon, hidrojen. Ekosistemlerin diğer bileşenlerinin aktif katılımcılar haline geldiği kendi kendini düzenleyen süreçler nedeniyle dolaşımları mümkündür.
Biyosferin gelişiminin tüm aşamalarında, döngünün küresel olarak kapanması yasası işler. Böyle bir sürecin temeli, güneş enerjisinin yanı sıra yeşil bitkilerin klorofilidir.
Yeşil bitkiler tarafından oluşturulan organik maddenin tamamen parçalanması için fotosentez sırasında açığa çıkan oksijen kadar oksijene ihtiyacınız vardır. Organik maddenin turba, kömür, tortul kayaçlara gömülmesi sayesinde atmosferde oksijen değişim fonu korunur.
Ulaşım, sanayi kuruluşlarının sayılarının artması sonucu doğadaki oksijen döngüsü bozulur. Bu, biyosistemin yaşayabilirliğini olumsuz etkiler, mutasyonlara ve bazı canlı bitki ve hayvan türlerinin tamamen yok olmasına yol açar.
