Biogenní migrace atomů. Cyklus látek a vývoj biosféry

Biogenní migrace atomů je zvláštní druh cyklu v povaze chemických látek, který se vyskytuje v důsledku procesů životně důležité činnosti živých organismů. Životní činností se rozumí jejich dýchání, výživa, reprodukce, akumulace a rozdělení organických prvků.

Co je biosféra

Slavný pro celý svět, akademik VI Vernadský poprvé představil koncept biosféry. Dešifroval to jako živou skořápku země. Tato oblast života se objevila jako výsledek interakce živých a neživých látek. V tomto případě jsou všechny živé organismy hlavní funkcí biosféry a jsou s ní spojeny všemi možnými způsoby.

Živé organismy jsou sbírkou všech živých látek na planetě, které v současné době existují. Každá z nich má vlastní hmotnost, energii a základní chemické složení.

Podle Vernadského je veškerá živá hmota spojena s okolím proudy atomů, jejichž biogenní migrace je způsobena působením sluneční energie.

Hlavními funkcemi biosféry jsou reprodukce, růst a metabolismus živých organismů.

Základy biogenní migrace

Biogenní migrace atomů se projevuje jako cyklus látek v přírodě. Biogeny jsou prvky, které se na tomto procesu podílejí. Mezi ně patří látky, jako je kyslík, vodík, dusík, uhlík, fosfor, železo, mangan, zinek, vápník, draslík, a mnoho jiných anorganických sloučenin.

Ve skutečnosti je v přírodě obrovský počet izotopů chemických prvků, ale ne všechny jsou součástí živých organismů.

Je známo, že všechny živé organismy mají jedinečnou vlastnost akumulovat chemické prvky a jejich sloučeniny. Zároveň se v kompozici živých, ale také velmi vzácných, nacházejí nejen rozsáhlé prvky. Co je velmi zajímavé, jejich koncentrace v živé hmotě je mnohem vyšší než jen v okolním prostoru. Například rostliny obsahují dvakrát více uhlíku než obsahuje zemskou kůru a třicetkrát více dusíku.

V tomto případě má každý druh živých organismů odlišný počet chemických prvků. Například železné bakterie se v sobě hromadí jen obrovské množství železa, zatímco kořenové extrakty hromadí vápník a řasy - jod.

Biogenní migrace atomů vede k tomu, že pod vlivem živých organismů se mohou lišit valencí chemických prvků. Rovněž se vytvářejí nové typy chemických látek. Přibližně čtyřicet nejznámějších mikroelementů se aktivně účastní takového procesu, jako je biogenní migrace atomů. A člověk je tím přímým potvrzením.

Zákon biogenní migrace atomů

Tento zákon byl představen akademikem Vernadskym a má velmi důležitý teoretický a praktický význam. Podle něj to všechno chemické procesy, vyskytující se na naší planetě, úzce souvisí se současnými a minulými aktivitami mikroorganismů a jsou nemožné bez zohlednění biogenních a biotických faktorů. Evoluční procesy mohou být také zahrnuty zde.

Je třeba mít na paměti, že lidé mají velmi velký vliv na biosféru Země, a to zejména v jejích živých lidí, tak oni jsou schopni učinit významné změny k takovému postupu, jako biogenní migrace atomů v biosféře.

Podle tohoto zákona je každá živá bytost prostředníkem Slunce a Země. V tomto případě, s ohledem na konstantní sluneční tok, stejně jako relativní invariance energie planety, lze usoudit, že množství živé hmoty musí být konstantní. Tento vzor popsal Vernadský ve svých spisech.

Biogeochemické cykly

Biogeochemické cykly představují zvláštní oběh chemických látek v biosféře. Zde hrají zásadní roli živé organismy. Pro život všech živých organismů jsou potřebné určité živiny, které mohou dát život. Existují dvě skupiny takových prvků: makrofyty a mikrotrofy.

Mezi makrotrofní látky patří takové složky, které vytvářejí chemický základ všech tkání v živých organizmech. To zahrnuje draslík, vápník, fosfor, kyslík, uhlík, vodík, síru, hořčík a další prvky.

Mikrotrofní látky však zahrnují mikroelementy a jejich sloučeniny, které jsou nezbytné pro existenci živých organismů ve velmi malých množstvích. Mezi stopové prvky patří zinek, měď, mangan, chlor, železo.

Kromě toho lze v biosféře opakovaně používat všechny biogenní látky nebo živiny. Koneckonců zásoby biogenních mikroelementů nejsou konstantní. Některé z nich jsou spojeny a jsou součástí živé biomasy. A to zase významně snižuje počet zbývajících prvků v ekosystému.

Pokud rostliny a jiné živé organismy neúčastnil procesu rozšiřování, dodávky veškerých živin v celém světě by již dávno vyčerpána, a tudíž život na planetě Zemi by měl dávno.

Zvažte, jak probíhají biogeochemické cykly některých prvků.

Uhlíkový cyklus

Jedním z nejdůležitějších zdrojů uhlíku je oxid uhličitý obsažený v atmosféře a také rozpuštěný ve vodě. Tato látka je používána rostlinami pro syntézu organických sloučenin.

Během procesu fotosyntézy je oxid uhličitý schopen přeměnit rostliny na výživné organické látky, které slouží jako hlavní potravu pro zvířata.

Takové procesy, jako je spalování paliva, fermentace a dýchání, jsou schopny vrátit tuto látku do životního prostředí. Podle vědců obsahuje atmosféra asi sedm set miliard tun této látky, zatímco v hydrosféře - asi padesát tisíc miliard tun. Každý rok, v důsledku procesu fotosyntézy, růst hmoty rostlin ve vodě a na půdě činí sto osmdesát a padesát miliard tun.

Cyklus dusíku

Biogeochemické cykly dusíku se vyskytují pod vlivem různých chemických a biologických vlivů. Například dusičnanový dusík může být přeměněn na bílkovinné, poté převeden na močovinu, přeměněn na amoniak a opět vrácen do nitrátové formy.

Fosforový cyklus

Nejjednodušším biogeochemickým cyklem v přírodě je cyklus fosforu. Jeho hlavní rezervy se nacházejí ve skalách, které se pod vlivem eroze vzdát svých fosfátů různým ekosystémům.

Takové fosfáty používají rostliny a s jejich pomocí syntetizují organické látky. Rostliny se živí jinými organismy. Takže, když zemřou a rozloží, fosfáty se opět vrací do půdy a opět slouží jako hnojiva pro rostliny.

Biogenní principy Vernadského

Pod biogenní migrací atomů se rozumí pohyb látek, stejně jako jejich spojení v rámci dodavatelských řetězců ekosystému. Podle akademika Vernadského podléhá biogenní migrace třem velmi důležitým zásadám. Zvažme, o čem vědec hovořil:

1. Biogenní migrace má vždy tendenci k maximálnímu projevu.
2. Všechny živé látky biosféry jsou v konstantní a kontinuální chemické výměně s kosmem. A také jsou vytvořeny a udržovány energií Slunce.
3. Vývoj druhů, přispívající k vzniku nových rezistentních forem živých organismů vede k zrychlení biogenní migrace atomů v biosféře. To usnadňuje urychlená konverze chemických prvků.

Koncept biologického oběhu

Aby život na Zemi pokračoval neomezeně, musí se všechny organické hmoty otáčet podél uzavřené křivky.

Biologický cyklus je jediný způsob, jak organizovat život. Kvůli rozpadu všech organismů dostávají jiné živočichy svou výživu. Proto je každý živý organismus, bez ohledu na jeho typ, spojen v potravinovém řetězci. Rozpadající se, všechny živé bytosti dávají své prvky jiným formám života. Nepodceňujte roli mikroorganismů. Přeměňují zbytky zvířat a rostlin na elementární organické látky, které používají zelené rostliny, aby syntetizovaly novou organickou hmotu.

Biologický oběh je zajištěna výsledky rozpadu. Komplexní sloučeniny začínají rozpadávat, uvolňovat energii a ztrácet informace, zatímco nově vytvořené anorganické látky začínají celý řetězec znovu. Díky mikroorganismu je biosféra schopná samo-regulace.

Linky biologického cyklu jsou živé organismy patřící do různých systematických skupin. Mohou vzájemně komunikovat kvůli velkému počtu různých spojení. Je třeba mít na paměti, že veškerá živá hmota v biosféře je zapojena do cyklu prostřednictvím potravinových řetězců.

Jaké jsou funkce živých látek v biosféře

Jádrem biogenní migrace atomů je pohyb látek. Takže vědci, kteří analyzovali všechny vlastnosti takové migrace, mohli vyvodit závěry o tom, co fungují všechny živé látky na planetě Zemi. Zvažte tyto skutečnosti:

• Napájení. Živé organismy jsou schopné akumulovat živiny získané z potravin trofickými řetězci.
• Doprava. Každý organismus je schopen nosit organické látky.

• Koncentrace - organismy akumulují živiny v průběhu jejich životně důležité činnosti a používají je v struktuře svého těla.
• Sredoobrazuyuschaya. Všechny živé bytosti mohou transformovat chemické a fyzikální parametry prostředí.
• Destruktivní. Účast na procesu mineralizace anorganických látek.

Evoluční teorie původ života na Zemi

Evoluce lze nazvat nevratnými procesy historických změn v životě. Tato teorie je založena na čtyřech principech:

1. Nadpřirozené potomstvo. Všechno biologických druhů živé organismy velmi rychle množí. Nicméně, ne všichni potomci přežijí, takže všechny populace jsou v stabilitě.
2. Boj o přežití také přispívá k kontrole populace.
3. Přítomnost nepatrných rozdílů. Vzhledem k tomu, že všechny živé bytosti jsou individuální, některé druhy mají větší šanci na přežití, jiné jsou méně pravděpodobné.
4. Dědictví. Dědičná informace se prostřednictvím rodičů přenáší na potomstvo. Takže díky některým dědičným rozdílům jsou někteří jednotlivci schopni přežít než jiní.

Závěry

Pod biogenní migrací atomů se rozumí pohyb látek. Tento proces je nekonečný a cyklický, proto život na Zemi existuje až do současnosti. V důsledku aktivní lidské činnosti začnou se všechny kreativní procesy na Zemi zhroutit.