Что такое биологический круговорот веществ?
Доводилось мне читать литературу, где описывалась «модная тенденция» в науке XVI–XVII столетия — создание вечного двигателя. Эта мечта так и осталась неосуществимой, но идея, по-моему, срисована с природы. Круговорот живого и неживого происходит постоянно. Кто-то скажет, что через миллиарды лет Земля исчезнет, а я бы возразила, ведь из останков нашей галактики образуется новая. Наша Вселенная и есть вечный двигатель.
В чем суть биологического круговорота веществ
На Земле беспрерывно происходит два типа круговорота: биотический и абиотический.
Вещества сами по себе не являются живыми и одинаково принимают участие в обоих циклах, но как только оказываются внутри живого организма, то его можно считать участником биологического круговорота.
Элементы, участвующие в биологическом цикле:
- минеральные вещества;
- газы;
- вода.
Спектр веществ очень широкий. Условно их можно поделить на жизненно необходимые для организмов (вода, кислород, азот, углекислота) и несущие живому ущерб.
Процесс циркуляция веществ
Независимо от вредности или полезности любое вещество когда-то приходит в организм и однажды его покидает.
В случае с водой циркуляция происходит постоянно. Например, организм человека за день выводит около 6 литров, но мы не теряем свой вес за счет постоянного пополнения водных запасов. Испарившись из тела, молекулы воды устремляются к облакам, выпадают в виде дождя, попадают в водопровод и снова оказываются в организме.
По аналогичному принципу через любой живой организм проходят минеральные вещества и газы.
Циркуляция воздуха происходит интенсивнее всего: за сутки человек вдыхает 13 тыс. литров воздуха содержащего 20% кислорода, который на выдохе преобразуется в углекислоту. Тем не менее, благодаря растениям излишков углекислого газа в природе не наблюдается, они используют его во время фотосинтеза.
Некоторые вещества накапливаются в организме и не выводятся оттуда до самой смерти, они обычно наносят ущерб живому организму. Примерами таких веществ могут быть канцерогены, что вдыхаются курильщиками.
Благодаря этим процессам, на Земле царит полная гармония, и любая смерть совсем не напрасна. Меня всегда поражало, что расходуясь в огромных количествах, ни одно вещество так и не исчезло с Земли.
Что называют биологическим круговоротом веществ
В это понятие входит перенос веществ в пределах биосферы, то есть циркуляция между:
- животными и растениями;
- почвой;
- атмосферой и микроорганизмами.
Это обусловлено воздействием Солнца, вследствие чего вода начинает испарятся, а затем накапливаться в атмосфере. После она возвращается обратно на поверхность планеты в виде осадков, пропитывает почвенный слой, а уже оттуда, обогащенная питательными веществами, впитывается растениями. Часть ее уходит еще глубже, становясь подземными водами, в то время, как другая часть возвращается обратно в водоемы путем естественного стока. Энергия Солнца поглощается все теми же деревьями, а те, путем фотосинтеза, преобразуют неорганические соединения в простейшую органику. После отмирания, живые организмы формируют детрит — массу отмершей органики, который, после переработки бактериями, снова включается в процесс.
При этом часть вещества теряется, то есть выходит за границы экосистемы, впрочем это компенсируется притоком извне. В масштабах времени существования планеты, это приводит к накоплению веществ в пределах различных оболочек Земли. К примеру, этот факт лежит в основе накопления полезных ископаемых.
Циклы, выделяемые в биологическом круговороте
Биологические процессы проистекают постоянно, причем повторяются вновь и вновь. Это выражается в биологических ритмах — совокупности процессов, закономерно повторяющихся через равные промежутки времени. Это свойственно всему живому на Земле, вне зависимости от уровня организации. Наука выделяет следующие биологические циклы:
- внутрисуточный и суточный;
- сезонный и годичный;
- многолетний и многовековой.
Особенно выражены циклы годичные, что можно наблюдать повсюду, если обращать на это внимание. Например, это увядание природы по осени, зимний сон и весенняя игра красок.
Биологический круговорот - это поступление питательных жизненно необходимых веществ к живым организмам из атмосферы, почвы. По сути, это замкнутый круг, без которого не существовало бы жизни на Земле. Вода испаряется из почвы, поднимается вверх, возникают тучи, идёт дождь. Растения, используя воду из почвы, поддерживают свою жизнедеятельность и выделяют в результате фотосинтеза всем нам необходимый для дыхания кислород. Он берёт участие ещё в нескольких важных процессах - гниение растений и разложение останков животных. Продукты этих процессов замыкают круг.