Реферат на тему:
Роль живих організмів у біологічномукруговороті
Введення
Кругообіг біологічний -явище безперервного характеру, циклічного, закономірного, але не рівномірногоу часі і просторі перерозподілу речовин, енергії та інформації вмежах екологічних систем різного ієрархічного рівня організації - відбіогеоценозу до біосфери. Кругообіг речовин в масштабах всієї біосфери називаютьвеликим колом, а в межах конкретного біогеоценозу - малим коломбіотичного обміну. ​​
Академік В.І. Вернадськийперший постулював тезу про найважливішу роль живих організмів у формуванні тапідтримці основних фізико-хімічних властивостей оболонок Землі. У його концепціїбіосфера розглядається не просто як простір, зайняте життям, а якцілісна функціональна система, на рівні якої реалізується нерозривнийзв'язок геологічних і біологічних процесів. Основні властивості життя,забезпечують цей зв'язок, - висока хімічна активність живих організмів, їхрухливість і здатність до самовідтворення і еволюції. У підтримці життяяк планетарного явища найважливіші значення має різноманітність її форм,відрізняються набором споживаних речовин і виділяються в навколишнє середовищепродуктів життєдіяльності. Біологічне різноманіття - основа формуваннястійких біогеохімічних циклів речовини та енергії в біосфері Землі.
Питання про роль живихорганізмів в малому кругообігу розглядали такі вчені, педагоги якНіколайкін Н.І., Шилов И.А., МелеховаО.П. та ін
1. Роль живихорганізмів у біологічному кругообігу
Специфічне властивістьжиття - обмін речовин із середовищем. Будь-який організм повинен одержувати із зовнішньогосередовища певні речовини як джерела енергії і матеріал для побудовивласного тіла. Продукти метаболізму, вже непридатні для подальшоговикористання, виводять назовні. Таким чином, кожен організм або безлічоднакових організмів у процесі своєї життєдіяльності погіршують умовисвого проживання. Можливість зворотного процесу - підтримки життєвих умовабо навіть їх покращення, - визначається тим, що біосферу населяють різніорганізми з різним типом обміну речовин.
У найпростішому вигляді набірякісних форм життя представлений продуцентами, консументами і редуцентами,спільна діяльність яких забезпечує вилучення певних речовин ззовнішнього середовища, їх трансформацію на різних рівнях трофічних ланцюгів імінералізацію органічної речовини до складових, доступних для черговоговключення в круговорот (основні елементи, що мігрують по ланцюгах біологічногокругообігу, - вуглець, водень, кисень, калій. Фосфор, сірка і т.д.).
Продуценти - це живіорганізми, які здатні синтезувати органічну речовину знеорганічних складових з використанням зовнішніх джерел енергії.(Зазначимо, що одержання енергії ззовні - загальна умова життєдіяльності всіхорганізмів; по енергії всі біологічні системи - відкриті) їх називають такожавтотрофами, оскільки вони самі постачають себе органічною речовиною. Вприродних співтовариствах продуценти виконують функцію виробників органічноїречовини, що накопичується в тканинах цих організмів. Органічна речовина служитьі джерелом енергії для процесів життєдіяльності; зовнішня енергіявикористовується лише для первинного синтезу.
Всі продуценти похарактером джерела енергії для синтезу органічних речовин підрозділяються нафотоавтотрофов і хемоавтотрофи. Перші використовують для синтезу енергіюсонячного випромінювання в частині спектра з довжиною хвилі 380-710 нм. Его головнимчином зелені рослини, але до фотосинтезу здатні і представники деякихінших царств органічного світу. Серед них особливе значення мають ціанобактерії(Синьо-зелені В«водоростіВ»), які, очевидно, були першими фотосінтетікамів еволюції життя на Землі. Здатні до фотосинтезу також багато бактерії, які,правда, використовують особливий пігмент - бактеріохлорін - і не виділяють при фотосинтезікисень. Основні вихідні речовини, використовувані для фотосинтезу, - діоксидвуглецю і вода (основа для синтезу вуглеводів), а також азот, фосфор, калій іінші елементи мінерального живлення.
Створюючи органічніречовини на основі фотосинтезу, фотоавтотрофи, таким чином, пов'язуютьвикористану сонячну енергію, як би запасаючи її. Подальше руйнуванняхімічних зв'язків веде до вивільнення такий В«запасеноїВ» енергії. Це ставлятьсяне тільки до використання органічного палива; В«запасенаВ» в тканинах рослиненергія передається у вигляді їжі по трофічних ланцюгах і служить основою потоківенергії, супроводжуючих біогенний круговорот речовин.
хемоавтотрофи в процесахсинтезу органічної речовини використовують енергію хімічних зв'язків. До цієїгрупи відносяться тільки прокаріоти: бактерії, архебактерии і почасти синьо-зелені.Хімічна енергія вивільняється у процесах окислення мінеральних речовин.Екзотермічні окислювальні процеси використовуються нитрифицирующих бактерій(Окислюють аміак до нітритів, а потім до нітратів), залізобактеріями (окисленнязакисного заліза до окисного), серобактериями (сірководень до сульфатів). Яксубстрат для окиснення використовується також метан, СО і деякі іншіречовини.
При всьому різноманіттяконкретних форм продуцентів-автотрофів їх загальна біосферна функція єдина іполягає в залученні елементів неживої природи до складу тканин організмів ітаким чином в загальний біологічний кругообіг. Сумарна масаавтотрофів-продуцентів складає більше 95% маси всіх живих організмів убіосфері.
Гетеротрофи. Живіістоти, не здатні будувати своє тіло на базі використання неорганічнихречовин, що вимагають надходження органічної речовини ззовні, в складі їжі,відносяться до групи гетеротрофних організмів, що живуть за рахунок продуктів, синтезованихфото-або хемосітетікамі. Їжа, яку видобувають тим або іншим способом із зовнішньогосередовища, використовується гетеротрофами на побудову власного тіла і якджерело енергії для різних форм життєдіяльності. Таким чином,гетеротрофи використовують енергію, запасені автотрофами у вигляді хімічних зв'язківсинтезованих ними органічних речовин. У потоці речовин по ходу кругообігувони займають рівень споживачів, облігатно пов'язаних з автотрофами організмами(Консументи 1 порядку) або з іншими гетеротрофами, якими вони харчуються(Консументи II порядку).
До консументами відносятьсявеличезна кількість живих організмів з різних таксонів. Їх немає лише середціанобактерій і водоростей. З вищих рослин до консументами відносятьсябесхлорофілльние форми, що паразитують на інших рослинах; частково положенняконсументів займають і рослини зі змішаним харчуванням (наприклад, комахоїднітипу росички). Всі тварини - консументи, і їх роль в підтримці стійкогобіогенного круговороту дуже велика.
Загальне значенняконсументів у кругообігу речовин своєрідно і неоднозначно. Вони необов'язкові в прямому процесі кругообігу: штучні замкнуті модельнісистеми, складені із зелених рослин і грунтових мікроорганізмів, при наявностівологи і мінеральних солей можуть існувати невизначено довгий час за рахунокфотосинтезу, деструкції рослинних залишків і залучення вивільненихелементів у новий кругообіг. Але це можливо лише в стабільних лабораторних умовах.У природній обстановці зростає ймовірність загибелі таких простих систем відбагатьох причин. В«ГарантамиВ» стійкості кругообігу і виявляються в першучергу консументи.
У процесі власногометаболізму гетеротрофи розкладають отримані в складі їжі органічніречовини і на цій основі будують речовини власного тіла. Трансформаціяпервинно продукованих автотрофами речовин в організмах консументів веде дозбільшення різноманітності живої речовини. Різноманітність ж необхідна умовастійкості будь кібернетичної системи на тлі зовнішніх і внутрішніх збурень.Живі системи - від організму до біосфери в цілому - функціонують закібернетичному принципом зворотних зв'язків.
Тварини, складовіосновну частину організмів-консументів, відрізняються рухливіс...
