Биогенная миграция углерода в природе кратко

Обновлено: 02.07.2024

Значение углерода в жизнедеятельности живой природы

В природе существует конкретная экономичность благодаря углероду: с помощью углерода и некоторого количества типов его связей производится сокращение ферментов, участвующих в расщеплении и синтезе органики. Важным также является то, что углерод – один из трех элементов (вместе с кислородом и водородом), которые составляют не больше, не меньше, чем 98 % всей массы живого на Земле.

В рамках гипотезы А.И. Опарина, принятой научным сообществом, предполагается, что самые первые органические соединения на нашей планете произошли абиогенным образом. Первичными источниками углерода были такие соединения, как HCN (цианистый водород) и CH4 (метан).

Именно эти вещества в основном содержались в атмосфере Земли начала времен. На данный момент углерод (в соединении СО2) отлично ассимилируется посредством фотосинтеза – сложного процесса, происходящего в клетках зеленых растений. Животные же в большинстве потребляют углерод в форме уже готовых органических соединений.

Самое распространенное соединение углерода – его двуокись (СО2). Будучи растворенной практически во всех жидкостях (в частности – и в воде) на Земле, двуокись углерода выполняет важную функцию поддержания кислотной среды. А такое соединение как, например, CaCO3 является основным в составе раковин и внешних покрытий беспозвоночных или в скорлупе яиц.

Геохимический цикл углерода

Геохимический цикл углерода по своей сути – это схема, отражающее то количество углерода, который циркулирует между слоями: атмосферой, геосферой и гидросферой. Замеры производятся в течение года и составляют миллиарды тонн. При это данный показатель еще включает и те 5,5 гигатонн, которые попадают в атмосферу при сжигании человеком ископаемого топлива.

По факту – геохимический цикл углерода представляет собой совокупность процессов по переносу углевода из одного так называемого геохимического резервуара в другой. Стоит отметить, что главную роль в этом процессе играют живые организмы.

Важно знать, что геохимический цикл углерода обладает рядом особенностей:

Он всегда происходит сквозь гидросферу и атмосферу и поэтому серьезно влияет на все процессы в окружающей среде, и в первую очередь, на представителей биосферы;
На протяжении становления и развития планеты происходящие катастрофические изменения значительно влияли на эволюцию цикла.

На данный момент самым изученным является четвертичный период геохимического цикла. В нем происходили те изменения, которые напрямую связаны с климатическими. Именно поэтому ученым намного проще отследить этот период, так как он четко зафиксирован вечной мерзлотой Арктики и Антарктиды .

Схема круговорота углерода в природе

Круговорот углерода в природе – это обязательный комплекс из различного рода физических и химических процессов и реакций. Известно, что данный элемент входит в состав всех живых организмов на планете Земля и прямо связан с процессами их жизнедеятельности. Атомы углерода в том или ином виде соединений непрерывно циркулируют во всех сферах планеты, отражая, по сути, общую динамику живых процессов.

в составе растения. Определенное количество углерода остается в клетках и задерживается в них до самого окончания жизненного цикла растения;
переходит к травоядным. Потребляя в пищу растения, животные получают из них какую-то часть углерода, отдавая (буквально – выдыхая) его в атмосферу в виде СО2;
от травоядных – к хищникам. По аналогичному принципу (через потребление пищи) плотоядные животные потребляют углерод и выделяют его диоксид посредством дыхательных процессов;
попадает в грунт. Когда растение умирает, часть оставшегося в нем углерода переходит в почву. Так начинается процесс образования ряда топливных полезных ископаемых. Классическим примером может стать уголь.

Аналогичные процессы происходят в гидросфере. Содержащийся в воде углерод потребляется морскими обитателями растительного и животного мира.

В целом, попадание углерода в атмосферу связано напрямую с процессами жизнедеятельности живых организмов на планете. Отдельным естественным процессом выброса углекислого газа в атмосферу является извержение вулкана. Искусственным же считается сжигание топлива человеком. К сожалению, в совокупности это дает переизбыток углерода в атмосфере, чем создается парниковый эффект, пагубно влияющий на состояние окружающей среды и экологии. Эта проблема сейчас – одна из самых обсуждаемых в мире.

Этапы круговорота углерода

Наибольшее количество углерода на планете представлено в форме соединения диоксида углерода или углекислого газа CO2. Он содержится в атмосфере, растворен в водах Мирового океана. Для процессов, происходящих в атмосферных слоях, круговорот углерода происходит следующим образом:

В воде круговорот имеет меньше вариаций, но также возможны несколько способов:

растворенный в воде углекислый газ в процессе газообмена регулярно циркулирует между Мировым океаном и атмосферой;
углерод находится в составе тканей растений и животных, которые после отмирания превращаются в известняк, оседая на дне и отдавая углерод в воду.

Последовательность круговорота углерода

Все процессы круговорота углерода неотделимы друг от друга и всегда протекают параллельно. В природе нет сеткой последовательности действий перемещения углерода, каждый из этапов протекает параллельно другому.

Результаты круговорота углерода

Элемент углерода в простейшем виде постоянно осуществляет циркуляцию между сферами планеты и живыми организмами на ней. Будучи поглощенным растениями в форме CO2, в процессе фотосинтеза он превращается в простые сахара, которые затем становятся жизненно важными элементами в цепочке питания животных. Они же, в свою очередь, преобразуя за счет метаболизма полученные вещества, отдают углерод в атмосферу в виде соединения CO2.

Также на состояние и количество углерода влияют геологические процессы. Попавший в почву углерод, превратившийся в горючее ископаемое (уголь, нефть, газ) на какое-то время исключается из дальнейшего круговорота углерода. Но как только человек производит их добычу и пускает дальше в потребление, при сжигании топливных веществ, углекислый газ возвращается в атмосферу в обильном количестве.

Роль живых организмов в круговороте углерода

Живые организмы – важна и неотъемлемая составляющая круговорота углерода. Их участие в этапах перемещения углерода и организации его естественных соединений в ходе химических реакций и физических процессов играет важную роль для его распространения и усвоения.

Поглощая углерод, входящий в состав воздуха в виде СО2, растения синтезируют его в те вещества и соединения, которые в дальнейшем обеспечивают жизнь травоядным животным и хищникам. Процесс круговорота питания напрямую связан с круговоротом углерода, который является важным химическим элементом, уровень которого должен быть поддержан на всех этапах потребления пищи животными.

Те растения, которые не идут в пищу животным, после отмирания попадают в почву. Выделяемый из них углерод становится основой для образования ископаемых, используемых человеком для организации жизнедеятельности. Появление добываемых ресурсов невозможно без микроорганизмов, которые имеют возможность разлагать сложные органические соединения до неорганических. Именно благодаря эти редуцентам (грибам и прочим простейшим организмам) происходит длительный процесс появления в почве угля, нефти и природного газа. При этом человек, как и любой другой живой организм, потребляет необходимое количество углерода не только техногенно, но и в естественных процессах работы его организма, и отдает углекислый газ в атмосферу.

Распространение углерода в Мировом океане происходит по иным принципам имеет свою специфику, но все живые организмы – обитатели морских глубин – принимают активное участие в круговом обмене углеродом как внутри своего ареала, так и по всей планете включительно.

Особенности круговорота углерода

Главной особенностью круговорота углерода является возможность консервации этого элемента. Большинство используемых сейчас ископаемых ресурсов, образовавшихся с помощью углерода миллионы лет назад, сжигаются и по факту являются завершающим этапом круговорота углерода и одновременно начинают новый, отдавая большое количество углекислого газа атмосфере.

Существует ряд статистик и оценок, по которым за год в процессе фотосинтеза появляется порядка 60 млрд тонн углерода, а разложение растений дает около 48 млрд тонн. При этом в почве оседает и начинает консервироваться не менее 10 млрд тонн. Стоит еще не упускать из внимания то, что в среднем в год сжигается порядка 4 млрд тонн топлива, а вместе с ним – 1 млрд углерода уходит в атмосферу.

Главные производители углерода на Земле – леса. При этом основными среди них являются тропические и бореальные леса. Именно они аккумулируют большую часть углерода на планете в своей биомассе и почве. В этом плане Россия – передовая в отношении лесозоны страна. Все российские леса – это 73 % бореальной лесной зоны всей планеты. А Сибирь – это 42 % из этих самых 73%.

Помимо атмосферы круговорот углерода происходит и в воде: там процесс носит более сложный характер. Связано это в первую очередь с тем, что проникновение углерода в воду значительно зависит от поступления кислорода в верхние слои океана. Общие показатели перемещаемого в Мировом океане углерода примерно вдвое меньше, чем на суше. Однако миграция углерода при этом регулярна, поэтому его уровень постоянно меняется и зависит от множества как естественных, так и антропогенных факторов.

Образование карбонатов, так же как аккумуляция органического вещества, не ограничено океаном, но происходит и на суше. Масса карбонатов, ежегодно образующихся в почвах аридных ландшафтов, достаточно велика, хотя она пока не поддается даже ориентировочной количественной оценке.

Глобальная динамика масс углерода в биосфере определяется двумя крупными циклами массообмена. Первый из них обеспечивается ассимиляцией СО₂ и разложением Н₂О путем фотосинтеза органического вещества и его последующего разложения с образованием СО₂. Второй цикл обусловлен процессом поглощения-выделения углекислого газа природными водами при химическом взаимодействии СО₂ с Н₂О и образованием карбонат-гидрокарбонатной системы. Оба цикла неразрывно связаны деятельностью живого вещества. Живое вещество биосферы, глобальный круговорот воды и карбонат-гидрокарбонатная система регулируют циклический массообмен углерода между атмосферой, сушей и океаном.

Характерной чертой двух главных циклов массообмена является их незамкнутость и выведение из циклов некоторого количества углерода в форме неживого органического вещества и карбонатов. Непрерывный вывод углерода из глобального цикла и захоронение его в осадках морей имеет кардинальное значение для развития биосферы. На основании тщательных расчетов А. Б. Ро-нова и А. А. Ярошевского (1976) можно сделать вывод, что в гранитном слое земной коры содержится углерода (от): 4,1×10 15 в составе органических соединений и 18×10 15 в форме карбонатов, всего 22,1×10 15 . Это количество примерно в 4 раза меньше, чем в осадочной оболочке. Следовательно, углерод в биосферу не мог поступить в результате гипергенного преобразования пород гранитного слоя литосферы. Резервуаром, откуда на протяжении почти 4 млрд лет черпался углерод, служит атмосфера. В то же время содержание этого элемента в форме углекислого газа в атмосфере весьма ограничено. Непрекращающееся выведение углерода из атмосферы могло бы обусловить его постепенное убывание в ней и сокращение массы живого вещества, а затем и полное прекращение жизни на нашей планете. В действительности этого нет, так как углекислый газ постоянно поступает на поверхность планеты из недр Земли в составе вулканических газов.

А. Б. Ронов (1976) определил объемы всех типов осадочных горных пород, образованных на протяжении фанерозоя, и рассчитал количество углерода, содержащегося в карбонатных породах и рассеянном органическом веществе. Одновременно он установил объем вулканических лав, которые изливались в периоды, когда отлагались осадки. Было обнаружено, что массы углерода, связанного в карбонатных толщах, и углерода, содержащегося в рассеянном органическом веществе древних пород, изменяются согласно с колебаниями величин объемов вулканических пород. В те эпохи, когда происходили бурные извержения вулканов и изливалось огромное количество лавы, отлагалось особенно много карбонатных пород и рассеянного органического вещества (рис. 7.1). Очевидно, объем лав отражает интенсивность выноса вулканических газов. На протяжении 570 млн лет в осадочных отложениях было погребено 71 300×10 12 т углерода, связанного в составе карбонатов, и 9100×10 12 т — в рассеянном органическом веществе. Приведенные данные показывают, что, с одной стороны, существование и развитие жизни неожиданно связаны с процессом дегазации мантии и поступлением углекислого газа из недр Земли. С другой стороны, создание биосферы, поддержание ее функционирования обусловлены геохимической деятельностью живого вещества. Если бы живые организмы не обеспечивали геохимический цикл углерода, поддерживающий невысокую концентрацию СО₂ в атмосфере, то захороненное количество углерода находилось бы в виде углекислого газа в атмосфере в десятки тысяч раз больше, чем сейчас. Это имело бы самые серьезные последствия из-за так называемого парникового эффекта.

Абсолютное время, млн лет

Рис. 7.1. Изменение во времени массы вулканических пород, суммарной массы СО₂ карбонатных пород и массы органического углерода С_орг, погребенного в осадочных толщах континентов (по А. Б.Ронову, 1976)

Как известно, молекулы СО₂ в атмосфере поглощают инфракрасное (тепловое) излучение Земли и излучают поток энергии к земной поверхности. Столь значительное повышение содержания углекислого газа могло вызвать очень сильное повышение температуры и разогревание поверхности планеты вплоть до испарения Мирового океана.

Усиление притока углекислого газа в периоды активного вулканизма, по-видимому, сопровождалось общим потеплением климата, уменьшением контрастности температур высоких и низких широт. Возможно, что широкое распространение характерных для тропических ландшафтов красноцветных продуктов выветривания в неогене и затем их полное исчезновение на внетропической территории в плейстоцене обусловлено уменьшением поступления вулканического СО₂ в связи с окончанием альпийского тектоне-геза.

Некоторые ученые (Добродеев О. П. и др., 1976) предполагают, что смена ледниковых и межледниковых периодов в плейстоцене обусловлена колебаниями содержания углекислого газа в атмосфере. Можно допустить, что распространение материкового льда и сильное сокращение площади лесной растительности с характерной для нее высокой биомассой способствовали повышению углекислоты в воздухе и относительному потеплению. Вызванное этим сокращение ледников и распространение лесов сопровождалось изъятием СО₂ из атмосферы и связыванием его в биомассе и органическом веществе педосферы, что, в свою очередь, вызывало постепенное похолодание и появление очередного материкового оледенения, за которым следовало сокращение площади лесов и повторение всего цикла.

Все рассмотренные изменения в циклическом массообмене углерода могли происходить естественным путем, без влияния хозяйственной деятельности человека. Определенные изменения в структуре глобального массообмена углерода вносит хозяйственная деятельность человечества. В результате распахивания земель, строительства городов и дорог, вырубки лесов биомасса растительности суши сократилась примерно на 25%. Соответственно изменились массы химических элементов, участвующие в биологическом круговороте, масса связываемого углерода и выделяемого кислорода. Еще больший деструктивный эффект вызывает сжигание минерального топлива, сопровождающееся изъятием значительных масс кислорода из атмосферы и образованием газообразных соединений углерода. Среди этих соединений преобладают СО и СО₂. Суммарное поступление углерода из техногенных источников в атмосферу оценивается в 5×10 9 т/год. Поступление указанного количества в глобальный круговорот углерода не деформирует распределение масс элемента в биосфере, но может иметь последствия в связи с упомянутым ранее парниковым эффектом.

В заключение отметим, что сжигание более 90 % горючих веществ происходит в Северном полушарии, что отражается на неравномерном распределении оксида углерода. Максимальные концентрации СО₂ приурочены к полосе между 40 и 50° с.ш., где расположены главные центры индустрии.

Важную роль в жизнедеятельности живых организмов играет круговорот углерода в природе. Углерод входит в состав всех органических веществ и участвует в большинстве химических и физических процессов планеты.

Значение углерода в жизнедеятельности живой природы

Особое значение углерод в природе имеет не просто так: уникальные свойства серьезно выделяют его на фоне других химических элементов системы. Углерод образует прочные химические связи как внутри себя (между собственными атомами), так и с другими элементами. Но несмотря на свою прочность, эти связи могут быть достаточно просто разорваны во вполне мягких условиях.
В природе существует конкретная экономичность благодаря углероду: с помощью углерода и некоторого количества типов его связей производится сокращение ферментов, участвующих в расщеплении и синтезе органики. Важным также является то, что углерод – один из трех элементов (вместе с кислородом и водородом), которые составляют не больше, не меньше, чем 98 % всей массы живого на Земле.

Геохимический цикл углерода

Важно знать, что геохимический цикл углерода обладает рядом особенностей:

Он всегда происходит сквозь гидросферу и атмосферу и поэтому серьезно влияет на все процессы в окружающей среде, и в первую очередь, на представителей биосферы;
На протяжении становления и развития планеты происходящие катастрофические изменения значительно влияли на эволюцию цикла.

Схема круговорота углерода в природе

в составе растения. Определенное количество углерода остается в клетках и задерживается в них до самого окончания жизненного цикла растения;
переходит к травоядным. Потребляя в пищу растения, животные получают из них какую-то часть углерода, отдавая (буквально – выдыхая) его в атмосферу в виде СО2;
от травоядных – к хищникам. По аналогичному принципу (через потребление пищи) плотоядные животные потребляют углерод и выделяют его диоксид посредством дыхательных процессов;
попадает в грунт. Когда растение умирает, часть оставшегося в нем углерода переходит в почву. Так начинается процесс образования ряда топливных полезных ископаемых. Классическим примером может стать уголь.

Круговорот фосфора

Высвобождение фосфора из органики происходит при гниении. Фосфорные микроорганизмы, местом обитания которых является вода и почва, используют для своих обменных процессов нерастворимые образования фосфора, которые впоследствии попадают в окружающую среду в растворимом виде. Растения используют фосфор из почвы и воды. У растений он входит в состав семян в виде нуклеиновой кислоты, отвечающей за передачу наследственной информации. У животных в состав крови, молока, тканей нервной системы. При отмирании фосфор возвращается в водоемы или почву в виде фосфатных отложений, которые и служат источником питания серных и нитрифицирующих бактерий.

Этапы круговорота углерода

В воде круговорот имеет меньше вариаций, но также возможны несколько способов:

растворенный в воде углекислый газ в процессе газообмена регулярно циркулирует между Мировым океаном и атмосферой;
углерод находится в составе тканей растений и животных, которые после отмирания превращаются в известняк, оседая на дне и отдавая углерод в воду.

Углерод в ископаемом топливе и деревьях

Некоторое количество углерода в нашем мире находится в подвешенном состоянии сотни или даже миллионы лет. Углерод задерживается в ископаемом топливе, таком как уголь и нефть. Ископаемое топливо состоит из трансформированных останков живых организмов и содержит много энергии. Мы сжигаем ископаемое топливо для получения энергии, и в этом процессе углерод возвращается в атмосферу в форме CO2.

Еще одно место, где углерод задерживается на долгое время — это деревья. Поскольку деревья живут очень долго, углерод не циркулирует, пока дерево не умрет или не сгорит. Затем CO2 выпускается обратно в атмосферу, и цикл продолжается, поскольку этот углерод снова используется растениями для создания пищи.

Последовательность круговорота углерода

Подведение итогов

Круговорот углерода в природе — это процесс, при котором углерод перемещается между всеми оболочками Земли и живыми организмами. Растения забирают углекислый газ из воздуха и используют его для синтеза питательных веществ. Затем животные едят растения, и углерод накапливается в их телах или выделяется в виде CO2 при дыхании. Углерод также возвращается в атмосферу при сжигании древесины и ископаемого топлива или разложении мертвых организмов.

Спрашивай! Не стесняйся!

Результаты круговорота углерода

Значение углерода

Углерод входит в состав угольной кислоты (H2CO3), соды (Na2CO3), всех органических соединений. Это один из жизненно важных элементов. Углерод участвует в процессах дыхания, синтеза веществ, энергетического обмена.

В живых организмах элемент содержат:

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота);
нуклеиновые кислоты;
аминокислоты;
АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии;
липиды и жирные кислоты.

Рис. 2. Структурные формулы ДНК и АТФ.
Благодаря четырём валентным электронам атом углерода способен образовывать четыре связи с атомами различных элементов. Именно этим объясняется распространённость элемента в природе в составе сложных веществ.

Роль живых организмов в круговороте углерода

Особенности круговорота углерода

Биогенная миграция атомов – это особый вид круговорота в природе химических веществ, происходящий за счет процессов жизнедеятельности живых организмов. Под жизнедеятельность понимается их дыхание, питание, размножение, накопление и расщепление органических элементов.

Что такое биосфера

Знаменитый на весь мир академик В. И. Вернадский впервые ввел понятие биосферы. Расшифровал он его как живую оболочку земли. Данная область жизни появилась в результате взаимодействия живых и неживых веществ. При этом все живые организмы являются главной функцией биосферы и связаны с ней всеми возможными способами.

Живые организмы являются совокупностью всех живых веществ на планете, существующих на данный момент. Каждый из них имеет свой вес, энергию и элементарный химический состав.

По словам Вернадского, все живое вещество связано с окружающей средой токами атомов, биогенная миграция которых происходит вследствие воздействия солнечной энергии.

Основными функциями биосферы являются размножение, рост и обмен веществ живых организмов.

Основы биогенной миграции

Биогенная миграция атомов проявляется в виде круговорота веществ в природе. Биогенами называют элементы, которые участвуют в данном процессе. Сюда относятся такие вещества, как кислород, водород, азот, углерод, фосфор, железо, марганец, цинк, кальций, калий и многие другие неорганические соединения.

На самом деле в природе существует огромное количество изотопов химических элементов, но далеко не все из них входят в состав живых организмов.

Известно, что все живые организмы обладают уникальной особенностью накапливать химические элементы и их соединения. При этом в составе живого можно встретить не только широко распространенные элементы, но также и очень редко встречающиеся. Что очень интересно, концентрация их в живой материи намного выше, чем просто в окружающем пространстве. Например, растения содержат в двести раз больше углерода, чем его содержит земная кора, и в тридцать раз больше азота.

При этом каждая разновидность живых организмов имеет в себе разное количество химических элементов. Например, железные бактерии накапливают в себе просто огромное количество железа, в то время как корненожки накапливают кальций, а водоросли - йод.

Биогенная миграция атомов приводит к тому, что под влиянием живых организмов может изменяться валентность химических элементов. А также образуются новые типы химических веществ. Примерно сорок самых известных микроэлементов принимают активное участие в таком процессе, как биогенная миграция атомов. И человек является тому прямым подтверждением.

Закон биогенной миграции атомов

Данный закон введен академиком Вернадским и имеет очень важное теоретическое и практическое значение. Согласно ему, все химические процессы, происходящие на нашей планете, тесно взаимосвязаны с настоящей и прошлой деятельностью микроорганизмов и невозможны без учета биогенных и биотических факторов. Также сюда можно отнести и влияние эволюционных процессов.

Стоит учитывать, что люди имеют очень большое влияние на биосферу Земли, в частности на все ее живое население, поэтому они способны внести значительные изменения для такого процесса, как биогенная миграция атомов в биосфере.

Согласно данному закону, каждое живое существо является посредником между Солнцем и Землей. При этом, учитывая постоянный солнечный поток, а также относительную неизменность энергетики планеты, можно сделать вывод, что количество живого вещества должно быть постоянным. Такая закономерность была описана Вернадским в его трудах.

О биогеохимических циклах

Биогеохимические циклы – это особая циркуляция химических веществ в биосфере. Здесь решающую роль играют живые организмы. Для жизнедеятельности всех живых организмов нужны определенные питательные вещества, способные давать жизнь. Существует две группы таких элементов: макротрофы и микротрофы.

К макротрофным веществам относятся такие составляющие, которые создают химическую основу всех тканей у живых организмов. Сюда можно отнести калий, кальций, фосфор, кислород, углерод, водород, серу, магний и другие элементы.

А вот к микротрофным веществам относятся микроэлементы и их соединения, необходимые для существования живых организмов в очень маленьком количестве. К микроэлементам относятся цинк, медь, марганец, хлор, железо.

Кроме этого, все биогенные или питательные вещества могут неоднократно использоваться в биосфере. Ведь запасы биогенных микроэлементов не постоянны. Некоторое их количество связано и входит в состав живой биомассы. А это, в свою очередь, значительно снижает количество элементов, остающихся в экосистеме.

Если бы растения и другие живые организмы не участвовали в процессах разложения, то запас всех питательных веществ в мире уже бы давно исчерпался, а значит, и жизнь на планете Земля давно бы прекратилась.

Рассмотрим, как проходят биогеохимические циклы некоторых элементов.

Цикл углерода

Одним из самых важных источников углерода является углекислый газ, содержащийся в составе атмосферы, а также растворенный в воде. Данное вещество используется растениями для синтеза органических соединений.

Во время процесса фотосинтеза углекислый газ способен превращаться растениями в питательные органические вещества, которые служат основной пищей животным.

Такие процессы, как сгорание топлива, брожение и дыхание, способны возвращать данное вещество в окружающую среду. Согласно подсчетам ученых, в атмосфере содержится около семисот миллиардов тонн данного вещества, в то время как в гидросфере – около пятидесяти тысяч миллиардов тонн. Ежегодно в результате процесса фотосинтеза прирост растительной массы в воде и на суше составляет сто восемьдесят и пятьдесят миллиардов тонн соответственно.

Цикл азота

Биогеохимические циклы азота происходит под воздействием различных химических и биологических влияний. Например, нитратный азот может превращаться в белковый, затем переходить в мочевину, превращаться в аммиак и снова возвращаться в нитратную форму.

Цикл фосфора

Самым простым биогеохимическим циклом в природе является цикл фосфора. Его основные запасы содержатся в горных породах, которые под воздействием эрозии отдают свои фосфаты различным экосистемам.

Такие фосфаты используют растения, и с их помощью синтезируют органические вещества. Растениями питаются другие организмы. Так вот, когда они умирают и разлагаются, фосфаты снова возвращаются в почву и снова служат удобрениями для растений.

Биогенные принципы Вернадского

Под биогенной миграцией атомов понимают перемещение веществ, а также соединение их по цепям питания экосистемы. Согласно академику Вернадскому, биогенная миграция подчиняется трем очень важным принципам. Рассмотрим, о чем же говорил ученый:

Биогенная миграция всегда стремится к ее максимальному проявлению.
Все живые вещества биосферы находятся в постоянном и непрерывном химическом обмене с космосом. А также они создаются и поддерживаются энергией Солнца.
Эволюционирование видов, способствующее появлению новых устойчивых форм живых организмов, приводит к ускорению биогенной миграции атомов в биосфере. Способствует этому ускоренное преобразование химических элементов.

Понятие биологического круговорота

Для того чтобы жизнь на Земле бесконечно продолжалась, все органические вещества должны вращаться по замкнутой кривой.

Биологический круговорот – это единственный способ организации жизни. Благодаря распаду всех организмов, другие организмы получают свое питание. Поэтому каждый живой организм, независимо от его вида, является звеном в цепочке питания. Распадаясь, все живые существа отдают свои элементы другим формам жизни. Не стоит недооценивать роль микроорганизмов. Именно они превращают остатки животных и растений в элементарные органические вещества, используемые зелеными растениями для синтеза новой органики.

Биологический круговорот веществ обеспечивается результатами распада. Сложные соединения начинают распадаться, высвобождая при этом энергию и теряя запасы информации, а образованные новые неорганические вещества начинают всю цепочку заново. Благодаря микроорганизмам биосфера способна к естественной саморегуляции.

Звеньями биологического круговорота являются живые организмы, принадлежащие разным систематическим группам. Они способны взаимодействовать между собой благодаря большому количеству разнообразных связей. Стоит учитывать, что все живые вещества биосферы участвуют в круговороте благодаря пищевым цепочкам.

Какие функции выполняют живые вещества в биосфере

В основе биогенной миграции атомов лежит перемещение веществ. Так вот, ученые, проанализировав все свойства такой миграции, смогли сделать выводы о том, какие же функции выполняют все живые вещества на планете Земля. Рассмотрим их:

Энергетическая. Живые организмы способны аккумулировать питательные вещества, полученные из пищи по трофическим цепочкам.
Транспортная. Каждый организм способен переносить органику.

Концентрационная – организмы накапливают питательные вещества в ходе своей жизнедеятельности и используют их при строении своего тела.
Средообразующая. Все живое способно преобразовывать химические и физические параметры окружающей среды.
Деструктивная. Участвуют в процессе минерализации неорганических веществ.

Эволюционная теория происхождения жизни на Земле

Эволюцией можно назвать необратимые процессы исторических изменений жизни. Данная теория построена на четырех принципах:

Избыточное потомство. Все биологические виды живых организмов очень быстро размножаются. Однако далеко не все потомство выживает, поэтому все популяции находятся в стабильности.
Борьба за выживание также способствует контролю численности популяции.
Наличие несущественных различий. Так как все живые особи индивидуальны, одни виды имеют больше шансов на выживание, в то время как другие меньше.
Наследственность. Наследственная информация передается через родителей к потомству. Так вот, благодаря некоторым наследственным различиям, некоторые особи больше способны к выживанию, чем другие.

Выводы

Под биогенной миграцией атомов понимают перемещение веществ. Данный процесс бесконечен и цикличен, поэтому жизнь на Земле существует и до наших времен. В результате активной деятельности человека все созидательные процессы на Земле начинают разрушаться.

Читайте также: