چرخه زیستی چیست؟ به عنوان یک سیستم بسته، چندین میلیارد سال است که با موفقیت کار می کند.
بیایید سعی کنیم بفهمیم چرخه زیستی چیست.
ویژگی ها
گیاهان مرده و بقایای موجودات زنده توسط حشرات، قارچ ها، باکتری ها و تک یاخته ها پردازش می شوند. حیوانات و گیاهان به تدریج به ترکیبات آلی و معدنی عنصری تبدیل می شوند. چرخه زیستی شامل ورود این مواد به خاک و مصرف بعدی آنها توسط گیاهان است. این فرآیند با بسته شدن، تداوم، پوسیدگی، تجزیه ترکیبات نهایی مشخص می شود. این یک دایره پیوسته است که زندگی روی سیاره را اداره می کند.
اهمیت
چرخه زیستی کربن در اکوسیستم های زمینی با استفاده از مثال فسفر در نظر گرفته می شود.مقدار کافی از این عنصر در افق هوموسی خاکهای دست نخورده و همچنین در بستر جنگل یافت می شود. به لطف چرخه، می توان حدود 106-107 تن فسفر را در بیوسفر انباشته کرد. توده گیاهی استپ های چمنزاری طبیعی حاوی حدود 30 کیلوگرم در هکتار از این عنصر است که برای پستانداران کاملاً کافی است.
تبادل انرژی
چرخه زیستی شامل تبادل انرژی است. ماهیت آن به این خلاصه می شود که انرژی در زنجیره تحولات غذایی (تروفیک) ناپدید نمی شود، بلکه تبدیل آن از نوعی به نوع دیگر مشاهده می شود.
انرژی خورشیدی در فرآیندی مشابه در هر سطحی تبدیل می شود. مصرف مستقیم انرژی خورشیدی فقط برای گیاهان سبز در چارچوب فتوسنتز معمول است.
آنها یک ترکیب آلی (گلوکز) از دی اکسید کربن و آب ایجاد می کنند و انرژی را جمع می کنند. برگ‌های گیاهان فقط در حضور نور خورشید و کلروفیل در این فرآیند شیمیایی گنجانده می‌شوند.
ویژگی های فرآیند
در دوره هایی از وجود بشر، چرخه زیستی مواد مختل شد. فقط مازاد برداشت شد که به صورت گاز، زغال سنگ، نفت، سنگ آهک و سایر مواد معدنی آلی ته نشین شد.
در طی احتراق نفت یا زغال سنگ در کوره ها (موتورها)، انرژی آزاد شده و مورد استفاده قرار می گیرد که در طی میلیون ها سال توسط زیست کره انباشته شده است. در گذشته، چنین مازادبیوسفر را پر نکردند، تأثیر منفی آنها بر چرخه زیستی مشاهده نشد. امروز متفاوت است.
مشخصات
تنوع حیوانات برای اجرای موفقیت آمیز چرخه مهم است. یک گونه قادر نخواهد بود مواد آلی گیاهان را در بیوژئوسنوز به محصولات نهایی تجزیه کند. تنها بخشی از آنها و همچنین برخی از ترکیبات آلی موجود در آنها را تجزیه می کند. شبکه ها و زنجیره های غذایی به روشی مشابه شکل می گیرند.
در بیوسنوز، جو مهم است. این به حفظ چرخه بیولوژیکی انرژی و مواد و همچنین تضمین تعادل آب کمک می کند.
آلاینده می تواند به اشکالی تجزیه شود که می تواند در مراحل بعدی چرخه درگیر شود و توسط موجودات زنده جذب شود.
چرخه بر اساس تجزیه و جذب آلاینده ها توسط میکروارگانیسم ها است و به فعالیت و مقدار عناصر شیمیایی که مستقیماً در چرخه دخیل هستند بستگی دارد.
یک اکوسیستم مجموعه ای از اجزای معدنی و آلی است که در آن چرخه زیستی مواد انجام می شود.
نمودار فرآیند
گیاهان با دریافت جریان ثابت انرژی از خورشید، محصولات اولیه را از مواد معدنی تشکیل می دهند. در حلقه های باقی مانده از چرخه، تغییر و اتلاف انرژی وجود دارد. تولیدکنندگان، مصرف کنندگان، تجزیه کننده ها در اکوسیستم، ماده زنده تولید اصلی را مصرف می کنند. حیوانات برای چنین فرآیندی چندین برابر مواد زنده در پایین ترین سطح مصرف می کنند که کل آن را کاهش می دهدذخایر انرژی گردش خون از طریق تعامل سه گروه فراهم می شود.
گروه اول متشکل از تولیدکنندگان است. اینها شامل گیاهان سبز است که به طور فعال در فتوسنتز نقش دارند. چنین موادی نیز باکتری هایی هستند که قادر به سنتز شیمیایی هستند. آنها ماده آلی اولیه را تشکیل می دهند.
گروه دوم - مصرف کنندگان مرتبه اول. آنها مصرف کننده مواد آلی هستند. اینها شامل شکارچیان و همچنین تک یاخته ها می شود. حیواناتی که به عنوان شکارچی طبقه بندی می شوند، حدود 250 گونه مختلف.
گروه سوم - تخریب کننده ها (تجزیه کننده ها) که مواد آلی مرده را به مواد معدنی تجزیه می کنند. اینها شامل قارچ ها، باکتری ها و تک یاخته ها هستند. انباشت انرژی خورشیدی در شاخه صعودی چرخه به دلیل فتوسنتز انجام می شود. گیاهان در این مرحله مواد آلی را از نیتروژن، آب، دی اکسید کربن سنتز می کنند.
مصرف انرژی
زیست شناسی چه چیز دیگری را در نظر می گیرد؟ تنفس گیاه جایگاه مهمی در آن دارد، زیرا این فرآیند تقریباً نیمی از مواد آلی را به دی اکسید کربن اکسید می کند و آن را به جو باز می گرداند.
دومین نوع بزرگ مصرف ترکیبات آلی و انرژی ذخیره شده، استفاده از مصرف کنندگان درجه اول گیاهان است. انرژی که توسط فیتوفاژها با غذا ذخیره می شود صرف زندگی، تنفس و تولید مثل می شود. او از طریق مدفوع دفع می شود.
حیوانات گیاهخوار غذای گوشتخواران (مصرف کنندگان با بالاترین سطح تغذیه ای) هستند. آنها به نوبه خود انرژی را هدر می دهند،انباشته شده با غذا، مشابه حیوانات گیاهخوار.
رابطه عناصر
یک پیوند جداگانه در اکوسیستم، بقایای آلی را به محیط زیست می رساند. آنها به عنوان منبع انرژی و غذا برای حیوانات ساپروفاژ (قارچ ها، باکتری ها) عمل می کنند. مرحله نهایی تبدیل کربوهیدرات، فرآیند هوم سازی، اکسیداسیون بعدی هوموس به دی اکسید کربن و کانی سازی قطعات خاکستر است. سپس دوباره وارد جو و خاک می شوند و غذای گیاهان هستند.
چرخه زیستی فرآیندی پیوسته برای ایجاد و تجزیه ترکیبات آلی است. از طریق هر سه گروه از موجودات تحقق می یابد. زندگی بدون تولیدکنندگان غیرممکن است، زیرا آنها اساس زندگی هستند. فقط آنها توانایی ایجاد ماده آلی اولیه را دارند که بدون آن چرخه بعدی ادامه نخواهد داشت.
با توجه به مصرف مصرف کنندگان در راسته های مختلف تولید اولیه و ثانویه، انتقال از گونه ای به گونه دیگر، انواع مختلفی بر روی زمین امکان پذیر است. کاهنده هایی که مواد آلی را تجزیه می کنند آن را به مرحله اول چرخه باز می گرداند.
چرخه های مهاجرت اجزای شیمیایی در مقیاس بزرگ، پوسته های بیرونی سیاره را به یک کل متصل می کند، آنها تداوم تکامل را توضیح می دهند.
انرژی خورشید به عنوان نیروی محرکه چرخه زیستی عمل می کند. فرآیند اصلی که به تولید مواد آلی کمک می کند فتوسنتز است. تنها زمانی ممکن است که گیاهان سبز از انرژی خورشیدی استفاده کنند.
برگ گیاهان (اتوتروف)،که گلوکز را سنتز می کنند، انرژی خورشیدی را به یک ترکیب آلی "حفظ" می کنند. با ورود به بیوسفر از فضا، انرژی در گیاهان، سنگ ها و خاک جمع می شود. خورشید گردش عناصر شیمیایی را تضمین می کند و به نوبه خود امکان تشکیل مواد معدنی یا آلی را فراهم می کند.
آنچه مهم است بدانید
علاوه بر کربن، اکسیژن، هیدروژن، سایر عناصر مهم بیولوژیکی نیز در چرخه زیستی شرکت می کنند: کلسیم، نیتروژن، فسفر، سیلیکون، پتاسیم، سدیم، گوگرد. این فرآیند نیز بدون عناصر کمیاب غیرممکن است: ید، روی، برم، مولیبدن، نقره، نیکل، سرب، منیزیم. در فهرست عناصری که توسط ماده زنده جذب می شوند، حتی سموم وجود دارد - آرسنیک، سلنیوم، جیوه، و همچنین اجزای رادیواکتیو (رادیوم، اورانیوم).
سرعت دوچرخه سواری
تبادل انرژی چرخه ای است. تجدید ماده زنده زیست کره پس از حدود 8 سال انجام می شود. این روند در اقیانوس بسیار سریعتر پیش می رود (پس از 33 روز). در جو، اکسیژن در دو هزار سال و مونوکسید کربن در 6 سال جایگزین می شود. جایگزینی کامل آب در هیدروسفر 2800 سال طول می کشد.
ترکیبات شیمیایی موجود برای اجزای بیوسفر محدود است. به دلیل فرسودگی آنها، رشد برخی از گروه‌های موجودات زنده در اقیانوس و خشکی متوقف می‌شود.
گزینه های گردش
تنها به لطف گردش انرژی و مواد، وضعیت پایدار زیست کره حفظ می شود. دو گزینه وجود دارد - زمین شناسی (بزرگ) و بیوژئوشیمیایی (کوچک).
اولی را در نظر بگیریدگزینه چرخه سنگ های آذرین تحت تأثیر عوامل بیولوژیکی، شیمیایی، فیزیکی به سنگ های رسوبی به ویژه به رس و ماسه تبدیل می شوند. آنها همچنین می توانند در طول سنتز مواد معدنی بیوژنیک (میکروارگانیسم های مرده) از آب های دریاها و اقیانوس ها ایجاد شوند. رسوبات سست آبکی به تدریج در کف مخزن جمع می شوند، سخت می شوند و سنگ های متراکم تشکیل می دهند.
سپس تبدیل آنها وجود دارد، فرآیندهای دگرگونی مشاهده می شود. تحت تأثیر بخش هایی از انرژی درون زا، لایه ها دوباره ذوب می شوند و ماگما را تشکیل می دهند. هنگامی که تحت تأثیر هوازدگی به سطح زمین می آیند، انتقال می یابند، دوباره به سنگ های رسوبی تبدیل می شوند.
چرخه بزرگ با برهمکنش انرژی برون زا (خورشیدی) با انرژی درون زا (عمیق) زمین مشخص می شود. به لطف این فرآیند، این ماده بین افق های عمیق و زیست کره سیاره دوباره توزیع می شود.
همچنین شامل حرکت آب بین لیتوسفر، جو، هیدروسفر است که توسط انرژی خورشیدی انباشته شده است. ابتدا آب از سطح اقیانوس (دریاها، دریاچه ها، رودخانه ها) تبخیر می شود، سپس به صورت نزولات جوی به زمین باز می گردد. جبران چنین فرآیندهایی رواناب رودخانه. پوشش گیاهی نقش مهمی در چرخه آب دارد.
گردش خون کوچک فقط برای بیوسفر معمولی است. چرخه‌ها در مقیاس سیاره‌ای از حرکت‌های چندگانه چرخه‌ای اتم‌ها و همچنین حرکاتی که ناشی از آتشفشان، حرکت بستر دریا، انرژی باد، جریان‌های زیرزمینی هستند، ایجاد می‌شوند.
خلاصه
در بیوسفر مواد در گردش هستند،تشکیل چرخه های بیوژئوشیمیایی آنها به عناصر زیر در مقادیر زیاد نیاز دارند: اکسیژن، نیتروژن، کربن، هیدروژن. گردش آنها به دلیل فرآیندهای خود تنظیمی امکان پذیر است که در آن سایر اجزای اکوسیستم شرکت کنندگان فعال می شوند.
در تمام مراحل توسعه بیوسفر، قانون بسته شدن جهانی چرخه عمل می کند. اساس چنین فرآیندی انرژی خورشیدی و همچنین کلروفیل گیاهان سبز است.
برای تجزیه کامل مواد آلی که توسط گیاهان سبز ایجاد می شود، به همان میزان اکسیژنی که در طول فتوسنتز آزاد می شود، نیاز دارید. به لطف دفن مواد آلی در ذغال سنگ نارس، ذغال سنگ، سنگ‌های رسوبی، صندوق تبادل اکسیژن در جو حفظ می‌شود.
در نتیجه افزایش تعداد شرکت های حمل و نقل، صنعتی، چرخه اکسیژن در طبیعت مختل می شود. این امر بر قابلیت حیات بیوسیستم تأثیر منفی می گذارد، منجر به جهش و انقراض کامل برخی از گونه های گیاهان و جانوران زنده می شود.
