Biogena migracija atomov. Cikel snovi in ​​razvoj biosfere

Biogena migracija atomov je posebna vrsta ciklusa v naravi kemičnih snovi, ki nastane zaradi procesov vitalne aktivnosti živih organizmov. Življenjska dejavnost se razume kot njihovo dihanje, prehrana, razmnoževanje, kopičenje in cepitev organskih elementov.

Kakšna je biosfera?

Poznan po celem svetu, je akademik VI Vernadsky prvič predstavil koncept biosfere. Dešifriral je kot živo školjko zemlje. To področje življenja se je pojavilo kot posledica interakcije živih in neživih snovi. V tem primeru so vsi živi organizmi glavna funkcija biosfere in z njimi povezani na vse možne načine.

Živi organizmi so zbirka vseh živih snovi na planetu, ki obstajajo v tem trenutku. Vsaka od njih ima svojo težo, energijo in osnovno kemično sestavo.

Vernadsky pravi, da je vsa živa bitja povezana z okoljem zaradi tokov atomov, katerih biogena migracija je posledica delovanja sončne energije.

Glavne funkcije biosfere so reprodukcija, rast in metabolizem živih organizmov.

Osnove biogene migracije

Biogena migracija atomov se kaže kot krog snovi v naravi. Biogeni so elementi, ki so vključeni v ta proces. To vključuje snovi, kot so kisik, vodik, dušik, ogljik, fosfor, železo, mangan, cink, kalcij, kalij in mnoge druge anorganske spojine.

Dejansko je v naravi ogromno število izotopov kemičnih elementov, vendar niso vsi del živih organizmov.

Znano je, da imajo vsi živi organizmi edinstveno lastnost kopičenja kemičnih elementov in njihovih spojin. Hkrati pa se v sestavi živih, a tudi zelo redkih, najdemo le široko razširjene elemente. Zanimivo je, da je njihova koncentracija v žive snovi veliko višja kot v okoliškem prostoru. Na primer, rastline vsebujejo dvesto krat več ogljika kot vsebuje zemeljsko skorjo in tridesetkrat več dušika.

V tem primeru ima vsaka živa bitja različno število kemičnih elementov. Na primer, železne bakterije kopičijo v sebi samo ogromno količino železa, medtem ko koreninski izvlečki kopičijo kalcij in alge - jod.

Biogena migracija atomov vodi do dejstva, da se pod vplivom živih organizmov lahko spreminja valenčnost kemijskih elementov. Pripravijo se tudi nove vrste kemičnih snovi. Približno štirideset najbolj znanih mikroelementov aktivno sodeluje v takem procesu, kot je biogena migracija atomov. In človek je to neposredna potrditev.

Zakon biogene migracije atomov

Ta zakon je uvedel akademik Vernadsky in ima zelo pomemben teoretični in praktični pomen. Po njegovem mnenju, vse kemičnih procesov, ki se pojavljajo na našem planetu, so tesno povezani s sedanjimi in preteklimi dejavnostmi mikroorganizmov in so nemogoči brez upoštevanja biogenih in biotskih dejavnikov. Evolucijski procesi so lahko vključeni tudi tukaj.

Upoštevati je treba, da imajo ljudje zelo pomemben vpliv na Zemljino biosfero, zlasti na celotno njeno živo prebivalstvo, zato se lahko za takšen proces bistveno spremenijo kot biogena migracija atomov v biosferi.

Po tem zakonu je vsako živo bitje posrednik med Soncem in Zemljo. V tem primeru, glede na stalni sončni tok, pa tudi relativno invariance energije planeta, lahko sklepamo, da mora biti količina živih snovi konstantna. Ta vzorec je opisal Vernadsky v svojih spisih.

Biogeokemijski ciklusi

Biogeokemijski cikli so poseben krog kemikalij v biosferi. Tukaj živi organizmi igrajo ključno vlogo. Za življenje vseh živih organizmov so potrebna določena hranila, ki lahko dajo življenje. Obstajata dve skupini takšnih elementov: makrofite in mikrotrofi.

Makrotrofične snovi vključujejo takšne sestavine, ki ustvarjajo kemično osnovo vseh tkiv v živih organizmih. To vključuje kalij, kalcij, fosfor, kisik, ogljik, vodik, žveplo, magnezij in druge elemente.

Toda mikrotrofne snovi vključujejo mikroelemente in njihove spojine, ki so potrebni za obstoj živih organizmov v zelo majhnih količinah. Elementi v sledeh vključujejo cink, baker, mangan, klor, železo.

Poleg tega se lahko vsa biogena ali hranila v biosferi večkrat uporabijo. Konec koncev zaloge biogenih mikroelementov niso stalne. Nekatera njihova številka je povezana in je del živih biomase. In to znatno zmanjša število elementov, ki ostanejo v ekosistemu.

Če rastline in drugi živi organizmi niso bili vključeni v procese razgradnje, bi bilo torej zaloga vseh hranilnih snovi na svetu že davno izčrpanih, kar pomeni, da bi se življenje na planetu Zemlja že davno ustavilo.

Razmislite, kako potekajo biogeokemijski cikli nekaterih elementov.

Ogljični cikel

Eden najpomembnejših virov ogljika je ogljikov dioksid, ki se nahaja v ozračju in se raztopi v vodi. To snov uporabljajo rastline za sintezo organskih spojin.

Med procesom fotosinteze ogljikov dioksid lahko pretvori rastline v hranljive organske snovi, ki služijo kot glavna živila za živali.

Takšni postopki kot zgorevanje goriva, fermentacija in dihanje lahko ta snov vrnejo v okolje. Po mnenju znanstvenikov atmosfera vsebuje približno sedemsto milijarde ton te snovi, v hidrosferi pa okoli petdeset tisoč milijard ton. Vsako leto, kot posledica procesa fotosinteze, rast rastlinske mase v vodi in na kopnem znaša sto osemdeset in petdeset milijard ton.

Cikel dušika

Biogeokemijski ciklusi dušika se pojavljajo pod vplivom različnih kemijskih in bioloških vplivov. Npr. Nitratni dušik lahko pretvorimo v beljakovine, nato pretvorimo v sečnino, pretvorimo v amoniak in spet vrnemo v nitratno obliko.

Fosforjev cikel

Najenostavnejši biogeokemijski cikel v naravi je fosforni cikel. Njene glavne rezerve najdemo v kamninah, ki pod vplivom erozije odrežejo svoje fosfate različnim ekosistemom.

Takšni fosfati uporabljajo rastline in s svojo pomočjo sintetizirajo organske snovi. Rastline se hranijo na drugih organizmih. Torej, ko umrejo in razpadejo, se fosfati spet vrnejo v tla in spet služijo kot gnojila za rastline.

Biogena načela Vernadskega

Pod biogeno migracijo atomov razumemo gibanje snovi, pa tudi njihovo povezavo vzdolž oskrbovalnih verig ekosistema. Po mnenju akademika Vernadskega biogene migracije obravnavajo tri zelo pomembna načela. Razmislimo, o čem je govoril znanstvenik:

1. Biogenska migracija vedno poskuša doseči največji možni učinek.
2. Vse živih snovi v biosferi so v stalni in neprekinjeni kemični izmenjavi s kozmosom. In tudi jih ustvarjajo in vzdržujejo energija Sonca.
3. Razvoj vrst, ki prispevajo k nastanku novih odpornih oblik živih organizmov, povzroči pospešitev biogene migracije atomov v biosferi. To olajšuje pospešena pretvorba kemičnih elementov.

Koncept biološkega cirkulacije

Za življenje na Zemlji, ki se nadaljuje za nedoločen čas, se mora vsa organska snov vrteti vzdolž zaprtega krivulja.

Biološki cikel je edini način organiziranja življenja. Zaradi razpada vseh organizmov dobivajo drugi organizmi prehrano. Zato je vsak živi organizem, ne glede na vrsto, povezava v prehranjevalni verigi. Vse živa bitja dezintegrirajo svoje elemente v druge oblike življenja. Ne podcenjujte vloge mikroorganizmov. Ostanke živali in rastlin preoblikujejo v osnovne organske snovi, ki jih zelene rastline uporabljajo za sintetiziranje novih organskih snovi.

Biološki obtok snovi so zagotovljene z rezultati razpada. Kompleksne spojine se začnejo razpadati, sproščajo energijo in izgubljajo informacije, medtem ko novoformirane anorganske snovi na novo začnejo celotno verigo. Zahvaljujoč mikroorganizmom je biosfera sposobna naravno samoregulacijo.

Povezave biološkega cikla so živi organizmi, ki pripadajo različnim sistematičnim skupinam. Zaradi velikega števila različnih povezav lahko medsebojno komunicirajo. Treba je upoštevati, da je vsa živa bitja v biosferi vključena v ciklus skozi prehranjevalne verige.

Kakšne so funkcije živih snovi v biosferi?

V središču biogene migracije atomov je gibanje snovi. Torej so znanstveniki, ki so analizirali vse lastnosti take migracije, lahko pripravili sklepe o tem, katere funkcije opravljajo vse živi snovi na planetu Zemlja. Upoštevajte naslednje:

• Moč. Živi organizmi lahko hranijo hranila, pridobljena iz hrane s trofičnimi verigami.
• Prevoz. Vsak organizem je sposoben nositi organske snovi.

• Koncentracija - organizmi nabirajo hranila v času svoje vitalne aktivnosti in jih uporabijo v strukturi svojega telesa.
• Sredoobrazuyuschaya. Vse živa bitja lahko spremenijo kemijske in fizične parametre okolja.
• Destruktivno. Sodelujte v procesu mineralizacije anorganskih snovi.

Evolucijska teorija izvor življenja na Zemlji

Evolucijo lahko imenujemo nepopravljivi procesi zgodovinskih sprememb v življenju. Ta teorija temelji na štirih načelih:

1. Prekomerno potomstvo. Vse biološke vrste živi organizmi zelo hitro pomnožijo. Vendar pa vsi potomci ne preživijo, zato so vse populacije stabilne.
2. Boj za preživetje prispeva tudi k nadzoru prebivalstva.
3. Prisotnost nepomembnih razlik. Ker so vse živo bitje posamezne, imajo nekatere vrste boljše možnosti za preživetje, medtem ko so druge manj verjetne.
4. Herednost. Posredni podatki se prek staršev prenesejo na potomce. Torej, zaradi nekaterih dednih razlik, so nekateri posamezniki bolj sposobni preživetja kot drugi.

Sklepi

Pod biogeno migracijo atomov razumemo gibanje snovi. Ta proces je neskončen in cikličen, zato življenje na Zemlji obstaja do našega časa. Zaradi aktivne človeške dejavnosti se vsi kreativni procesi na Zemlji začnejo zrušiti.