Осуществление функций живого вещества связано с миграцией атомов и молекул в процессе круговорота веществ, то есть биогеохимических циклов. В биосфере постоянно идет круговорот воды и всех химических элементов, входящих в состав живых организмов.
Что такое жизнь: Жизнь как биологическая категория; Понятие жизни и его сущности
Биогеохимический цикл воды (31.4). Вода является самым распространенным химическим соединением в биосфере. Ее совокупные запасы на Земле составляют 1500000000 км3. Водяной пар поступает в атмосферу при испарении с поверхности водоемов, транспирации растений, дыхание и т.д.; в составе воздуха ее перемещает ветер. Из атмосферы вода выпадает в виде дождя или снега. В морях и океанах ее запас пополняется благодаря стокам рек и осадков. Морские течения переносят воду разной температуры на значительные расстояния, влияя на климат определенных участков земной поверхности. Вода вызывает геологические явления вымывания, перенос и отложение веществ. Воду поглощают существа, и она включается в их обмен веществ. Организмы выделяют воду с отходами жизнедеятельности, во время дыхания, испарения и тому подобное.
Это интересно: Природа; Живая природа.
Биогеохимический цикл кислорода. Поглощая молекулярный кислород (02) во время дыхания, живые существа обеспечивают свои энергетические потребности. Атмосферное и растворенный в воде кислород способны окиснюваты органические остатки, а также неорганические соединения оболочек Земли. Часть атмосферного кислорода под действием ультрафиолетовых солнечных лучей и электрических разрядов превращается в озон (03). Содержание кислорода в нижних слоях атмосферы составляет около 21% и снижается с увеличением высоты.
Биогеохимический цикл углерода (31.5). Карбон входит в всех органических соединений – основы состава и биохимических процессов живых организмов. Автотрофы фиксирующие углекислый газ (С02) и синтезировать различные органические соединения, используя для этого световую энергию (фототрофы) или энергию химических реакций (хемотрофы). Эти вещества в дальнейшем по цепям питания попадают в гетеротрофов. Карбон в живых организмах существует в виде органических соединений и карбонатов, а вне их – в органических веществах почвы, углекислом газе и различных осадочных породах (мраморе, известняка, мела и т.д.). На время Карбон, который содержится в этих соединениях, изымается из биохимических циклов, но впоследствии, в результате жизнедеятельности живых организмов (дыхание, выделение и т.д.), биогенного расписания мертвой органики (например, процессы минерализации, брожение), химических превращений осадочных пород (выветривания, растворения), он снова привлекается к биогеохимических процессов.
Биогеохимический цикл азота. Содержание свободного газообразного азота (N2) в атмосфере составляет около 79%. Из атмосферы некоторое его количество поступает в воду и почву преимущественно в виде азота (II) оксида (N02) и аммиака (NH3), которые образуются под воздействием космических лучей, грозовых разрядов и др. Основная часть соединений азота попадает в почву и воду благодаря фиксации атмосферного азота прокариотами (азотфиксирующие бактерии, некоторые цианобактерии и т.д.). Азот в составе химических веществ, которые могут быть усвоены живыми организмами, называется фиксированной. Он может усваиваться непосредственно из почвы зелеными растениями или благодаря мутуалистичному сосуществованию с клубеньковыми азотфиксирующими бактериями. Из соединений азота растения синтезируют аминокислоты, из которых состоят белки, нуклеиновые кислоты и др. Далее азотсодержащих органические соединения передаются по цепям питания. В результате диссимиляции сложные соединения азота в организмах разлагаются до простых (аммиак, мочевина, мочевая кислота, гуанин и т.п.) и попадают наружу при выдохе, с потом, мочой, экскрементами и др. Белки и другие органические соединения азота поступают в окружающую среду с остатками организмов. их раскладывают редуценты, осуществляющих денитрификацию – процесс восстановления нитритов (соли азотистой кислоты HN02) или нитратов (соли азотной кислоты HN03) до молекулярного азота или азота (II) оксида. Другие микроорганизмы обеспечивают реакции нитрификации, благодаря которым ионы аммония (NH4 +) окисляются К нитритов, а нитриты – до нитратов.
(No Ratings Yet)
Загрузка...