Biogena migracija atoma. Ciklus supstanci i evolucija biosfere

Biogena migracija atoma je posebna vrsta ciklusa u prirodi kemijskih supstanci koja nastaje zbog procesa vitalne aktivnosti živih organizama. Životna aktivnost podrazumijeva njihovo disanje, prehranu, reprodukciju, nakupljanje i cijepanje organskih elemenata.

Što je biosfera

Poznati po cijelom svijetu, akademik VI Vernadsky prvi je predstavio pojam biosfere. Odgonio je kao živu ljusku zemlje. Ovo područje života pojavilo se kao rezultat interakcije živih i neživih tvari. U ovom slučaju svi su živi organizmi glavna funkcija biosfere i povezani su s njim na sve moguće načine.

Živi organizmi su zbirka svih živih supstanci na planetu koji postoje u ovom trenutku. Svaki od njih ima svoju težinu, energiju i osnovni kemijski sastav.

Prema riječima Vernadskog, sva živa tvar povezana je s okolinom strujama atoma, čija biogena migracija proizlazi iz djelovanja sunčeve energije.

Glavne funkcije biosfere su reprodukcija, rast i metabolizam živih organizama.

Osnove biogenih migracija

Biogeni migracija atoma prikazana u obliku cirkulacije tvari u prirodi. Biogeni su elementi koji su uključeni u ovaj proces. Te uključuju tvari kao što su kisik, dušik, vodik, ugljik, fosfor, željezo, mangan, cink, kalcij, kalij, i mnogih drugih organskih spojeva.

Zapravo, u prirodi postoji veliki broj izotopa kemijskih elemenata, ali nisu svi dio živih organizama.

Poznato je da svi živi organizmi imaju jedinstvenu osobinu za akumulaciju kemijskih elemenata i njihovih spojeva. Istovremeno, ne samo široko rasprostranjeni elementi mogu se naći u sastavu živih, ali i vrlo rijetkih. Ono što je vrlo zanimljivo, njihova koncentracija u živom materiju mnogo je veća nego samo u okolnom prostoru. Na primjer, biljke sadrže dvjesto puta više ugljika nego što sadrži zemljinu koru, a trideset puta više dušika.

U ovom slučaju, svaka vrsta živih organizama ima različit broj kemijskih elemenata. Na primjer, željezo bakterije akumuliraju u sebi samo ogromnu količinu željeza, dok korijenski ekstrakti akumuliraju kalcij i alge - jod.

Biogena migracija atoma dovodi do činjenice da pod utjecajem živih organizama može varirati valencija kemijskih elemenata. Također se formiraju i nove vrste kemijskih tvari. Približno četrdeset većina poznatih mikroelemenata aktivno sudjeluje u takvom procesu kao i biogenim migracijama atoma. A čovjek je to izravna potvrda.

Zakon biogenih migracija atoma

Taj je zakon uveo akademik Vernadsky i ima vrlo važan teorijski i praktičan značaj. Prema njemu, svi kemijski procesi, koji se javljaju na našem planetu, usko su povezani s sadašnjim i prošlim aktivnostima mikroorganizama i nemoguće bez uzimanja u obzir biogenih i biotičkih čimbenika. Ovdje se također mogu uključiti evolucijski procesi.

Treba imati na umu da ljudi imaju vrlo veliki utjecaj na biosferu Zemlje, osobito u njezinim živim ljudima, tako da su u stanju napraviti značajne promjene u takvom procesu, kao biogenog migracije atoma u biosferi.

Prema ovom zakonu, svako živo biće je posrednik između Sunca i Zemlje. U ovom slučaju, uzimajući u obzir stalni sunčev tok, kao i relativnu invarianciju energije planeta, može se zaključiti da količina žive tvari mora biti konstantna. Ovaj obrazac opisao je Vernadsky u svojim spisima.

Biogeokemijski ciklusi

Biogeokemijski ciklusi su posebna cirkulacija kemikalija u biosferi. Ovdje vitalnu ulogu igraju živi organizmi. Za život svih živih organizama potrebne su određene hranjive tvari koje mogu dati život. Postoje dvije skupine takvih elemenata: makrofiti i mikrotrofi.

Makrotrofne tvari uključuju takve komponente koje stvaraju kemijsku osnovu svih tkiva u živim organizmima. To uključuje kalij, kalcij, fosfor, kisik, ugljik, vodik, sumpor, magnezij i druge elemente.

No, mikrotitropne supstance uključuju mikroelemente i njihove spojeve, koji su nužni za postojanje živih organizama u vrlo malim količinama. Elementi u tragovima uključuju cink, bakar, mangan, klor, željezo.

Osim toga, sve biogene ili hranjive tvari mogu se opetovano koristiti u biosferi. Uostalom, zalihe biogenih mikroelemenata nisu konstantne. Dio njihovog broja je povezan i dio je žive biomase. I to zauzvrat značajno smanjuje broj elemenata koji ostaju u ekosustavu.

Ako biljke i drugi živi organizmi nisu sudjelovali u procesu ekspanzije, opskrba svim hranjivim tvarima u svijetu bi odavno iscrpljena, a time i život na planeti Zemlji bi odavno prestala.

Razmotrite kako biogeokemijski ciklusi nekih elemenata idu.

Ciklus ugljika

Jedan od najvažnijih izvora ugljika je ugljični dioksid, koji se nalazi u atmosferi, kao i otopljen u vodi. Ova tvar koristi biljke za sintezu organskih spojeva.

Tijekom procesa fotosinteze, ugljični dioksid može transformirati biljke u hranjive organske tvari, koje služe kao glavna hrana za životinje.

Takvi postupci poput izgaranja goriva, fermentacije i disanja mogu vratiti tu tvar u okoliš. Prema znanstvenicima, atmosfera sadrži oko sedam stotina milijardi tona ove tvari, dok je u hidrosferi - oko pedeset tisuća tona. Svake godine, kao rezultat procesa fotosinteze, rast biljne mase u vodi i kopnu iznosi stotinu osamdeset i pedeset milijardi tona.

Ciklus dušika

Biogeokemijski ciklusi dušika javljaju se pod utjecajem različitih kemijskih i bioloških utjecaja. Na primjer, nitratni dušik može se pretvoriti u proteinsku masu, zatim pretvoriti u ureu, prevesti u amonijak i ponovno se vratiti u nitratni oblik.

Fosforni ciklus

Najjednostavniji biogeokemijski ciklus u prirodi je fosforni ciklus. Njegove glavne rezerve nalaze se u stijenama koje, pod utjecajem erozije, odustaju od fosfata na razne ekosustave.

Takvi fosfati koriste biljke, a sa svojom pomoći sintetiziraju organske tvari. Biljke se hrane drugim organizmima. Dakle, kad umiru i raspadaju, fosfati se opet vraćaju u tlo i ponovno služe kao gnojiva za biljke.

Biogeni principi Vernadskog

Pod biogenim migracijama atoma podrazumijeva se kretanje tvari, kao i njihova veza duž opskrbnog lanca ekosustava. Prema akademiku Vernadskiju, biogenetska migracija podliježe tri vrlo važna načela. Razmislimo o čemu je govorio znanstvenik:

1. Biogena migracija uvijek prati maksimalnu manifestaciju.
2. Sve žive tvari biosfere u stalnoj i neprekidnoj kemijskoj razmjeni s kozmosom. I oni su stvoreni i održavani energijom Sunca.
3. Evolucija vrsta, pridonoseći pojavi novih otpornih oblika živih organizama, dovodi do ubrzavanja biogenih migracija atoma u biosferi. To se olakšava ubrzanom pretvorbom kemijskih elemenata.

Koncept biološke cirkulacije

Da bi život na Zemlji nastavio neograničeno, sva organska tvar mora se okretati duž zatvorene krivulje.

Biološki ciklus je jedini način organiziranja života. Zbog raspada svih organizama, drugi organizmi dobivaju hranu. Dakle, svaki živog organizma, bez obzira na vrstu, je veza u prehrambenom lancu. Dezintegrirajući, sva živa bića daju svoje elemente u druge oblike života. Nemojte podcjenjivati ​​ulogu mikroorganizama. Transformiraju ostatke životinja i biljaka u elementarne organske tvari koje koriste zelene biljke za sintetizaciju nove organske tvari.

Biološka cirkulacija tvari su osigurane rezultatima propadanja. Kompleksni spojevi počinju raspadati, oslobađajući energiju i izgubiti informacije, dok novoformirane anorganske tvari ponovno počinju čitav lanac. Zahvaljujući mikroorganizmima, biosfera je sposobna prirodnom samoregulacijom.

Veze biološkog ciklusa su živi organizmi koji pripadaju različitim sustavnim skupinama. Mogu međusobno komunicirati zbog velikog broja različitih veza. Treba imati na umu da se sve žive tvari u biosferi uključuju u ciklus kroz prehrambene lance.

Koje su funkcije živih tvari u biosferi

U središtu biogenih migracija atoma je kretanje tvari. Dakle, znanstvenici, nakon što su analizirali sva svojstva takve migracije, mogli su izvući zaključke o tome što funkcionira sve žive tvari na planeti Zemlji. Razmotrite ove:

• Energetska. Živi organizmi mogu akumulirati hranjive tvari dobivene hranom trofičkim lancima.
• Prijevoz. Svaki organizam može nositi organske tvari.

• Koncentracija - organizmi akumuliraju hranjive tvari tijekom svoje vitalne aktivnosti i koriste ih u strukturi njihovog tijela.
• Okoliša za formiranje. Sve živote mogu transformirati kemijske i fizikalne parametre okoliša.
• Destruktivno. Sudjelujte u procesu mineralizacije anorganskih tvari.

Evolucijska teorija podrijetlo života na Zemlji

Evolucija se može nazvati nepovratnim procesima povijesnih promjena u životu. Ta se teorija temelji na četiri principa:

1. Pretjerano potomstvo. sve biološke vrste Živi organizmi vrlo brzo se razmnožavaju. Međutim, nisu svi preživjeli, tako da su sve populacije stabilne.
2. Borba za opstanak također doprinosi kontroli stanovništva.
3. Prisutnost beznačajnih razlika. Budući da su sve žive osobe individualne, neke vrste imaju veće šanse za preživljavanje, dok su druge manje vjerojatne.
4. Nasljeđe. Nasljedni podaci prenose se roditeljima do potomstva. Zato, zahvaljujući nekim naslednim razlikama, neki pojedinci više su sposobni preživljavati od drugih.

nalazi

Pod biogenim migracijama atoma podrazumijeva se kretanje tvari. Taj je proces beskrajan i ciklički, pa život na Zemlji postoji do našeg vremena. Kao rezultat aktivne ljudske aktivnosti, svi kreativni procesi na Zemlji počinju propasti.