Биогенна миграция на атоми. Цикълът на веществата и еволюцията на биосферата

Биогенната миграция на атомите е специален вид цикъл в природата на химическите вещества, който се дължи на процесите на жизнената активност на живите организми. Животовата дейност се разбира като дишане, хранене, възпроизводство, натрупване и разделяне на органични елементи.

Каква е биосферата

Известен за целия свят, академик VI Vernadsky за първи път представи концепцията за биосферата. Той го дешифрира като жива черупка на земята. Тази област на живот се е появила в резултат на взаимодействието между живите и неживите вещества. В този случай всички живи организми са основната функция на биосферата и са свързани с нея по всички възможни начини.

Живите организми са колекция от всички живи вещества на планетата, които съществуват в момента. Всеки от тях има собствено тегло, енергия и елементарен химически състав.

Според Вернадски, цялото живо същество е свързано с околната среда от токове на атомите, чиято биогенна миграция се дължи на действието на слънчевата енергия.

Основните функции на биосферата са възпроизводството, растежа и метаболизма на живите организми.

Основи на биогенната миграция

Биогенната миграция на атомите се проявява като цикъл от вещества в природата. Биогени са елементите, които участват в този процес. Това включва вещества като кислород, водород, азот, въглерод, фосфор, желязо, манган, цинк, калций, калий и много други неорганични съединения.

Всъщност в природата има огромен брой изотопи на химически елементи, но не всички от тях са част от живите организми.

Известно е, че всички живи организми имат уникална черта за натрупване на химически елементи и техните съединения. В същото време не само широко разпространените елементи могат да бъдат намерени в състава на живите, но и много редки. Интересното е, че концентрацията им в живата материя е много по-висока от тази в околното пространство. Например, растенията съдържат два пъти повече въглерод, отколкото съдържа земната кора и тридесет пъти повече азот.

В този случай всеки вид живи организми има различен брой химически елементи. Например, железните бактерии натрупват в себе си само огромно количество желязо, докато кореновите екстракти натрупват калций, а водораслите - йод.

Биогенната миграция на атомите води до факта, че под влиянието на живите организми може да варира валентност на химичните елементи. Също така се формират нови видове химически вещества. Приблизително четиридесет от най-известните микроелементи вземат активно участие в такъв процес като биогенната миграция на атоми. И човекът е това пряко потвърждение.

Законът за биогенната миграция на атомите

Този закон беше въведен от академик Вернадски и има много важно теоретично и практическо значение. Според него всичко химични процеси, които се срещат на нашата планета, са тясно свързани с настоящите и минали дейности на микроорганизмите и са невъзможни без отчитане на биогенни и биотични фактори. Еволюционните процеси също могат да бъдат включени тук.

Трябва да се има предвид, че хората имат много голямо влияние върху биосферата на Земята, по-специално върху цялото си жива популация, поради което са в състояние да направят значителни промени за такъв процес като биогенната миграция на атомите в биосферата.

Според този закон всяко живо същество е посредник между Слънцето и Земята. В този случай, като се има предвид постоянният слънчев поток, както и относителната инвариантност на енергията на планетата, може да се заключи, че количеството жива материя трябва да бъде постоянно. Този модел е описан от Вернадски в неговите писания.

Биогеохимични цикли

Биогеохимичните цикли са специална циркулация на химикалите в биосферата. Тук жизненоважна роля играят живите организми. За живота на всички живи организми са необходими някои хранителни вещества, които могат да дадат живот. Има две групи от такива елементи: макрофити и микротрофи.

Макротрофните вещества включват такива компоненти, които създават химическата основа на всички тъкани в живите организми. Това включва калий, калций, фосфор, кислород, въглерод, водород, сяра, магнезий и други елементи.

Но микротрофните вещества включват микроелементи и техните съединения, които са необходими за съществуването на живи организми в много малки количества. Микроелементите включват цинк, мед, манган, хлор, желязо.

В допълнение, всички биогенни или хранителни вещества могат да се използват многократно в биосферата. В края на краищата запасите от биогенни микроелементи не са постоянни. Някои от тях са свързани и са част от живата биомаса. И това, от своя страна, значително намалява броя на елементите, останали в екосистемата.

Ако растенията и другите живи организми не са били замесени в процесите на разлагане, тогава запасите от всички хранителни вещества в света биха били изчерпани отдавна, което означава, че животът на планетата Земя би спрял отдавна.

Помислете как вървят биогеохимичните цикли на някои елементи.

Въглероден цикъл

Един от най-важните източници на въглерод е въглеродният диоксид, съдържащ се в атмосферата, както и разтворен във вода. Това вещество се използва от растенията за синтез на органични съединения.

По време на процеса на фотосинтезата въглеродният диоксид може да превърне растенията в подхранващи органични вещества, които служат като основна храна за животните.

Такива процеси като изгаряне на гориво, ферментация и дишане, са в състояние да върнат това вещество в околната среда. Според учените атмосферата съдържа около седемстотин милиарда тона от това вещество, докато в хидросферата - около петдесет хиляди милиарда тона. Всяка година, в резултат на фотосинтезата, растежът на растителната маса във вода и на земя възлиза съответно на сто осемдесет и петдесет милиарда тона.

Цикъл на азота

Биогеохимичните цикли на азота се срещат под въздействието на различни химични и биологични влияния. Например, нитратният азот може да се превърне в белтъчен, след това да се превърне в урея, да се превърне в амоняк и отново да се върне в нитратната форма.

Фосфорен цикъл

Най-простият биогеохимичен цикъл в природата е фосфорният цикъл. Основните му резерви се намират в скалите, които под влияние на ерозията се отказват от своите фосфати в различни екосистеми.

Такива фосфати използват растения и с тях съдействат за синтезирането на органични вещества. Растенията се хранят с други организми. Така че, когато умрат и разграждат, фосфатите отново се връщат в почвата и отново служат като торове за растенията.

Биогенните принципи на Вернадски

Под биогенната миграция на атомите се разбира движението на веществата, както и връзката им по веригите за доставка на екосистемата. Според академик Вернадски биогенната миграция е предмет на три много важни принципа. Нека разгледаме за какво говори ученият:

1. Биогенната миграция винаги води до максимално проявление.
2. Всички живи вещества от биосферата са в постоянен и непрекъснат химичен обмен с космоса. Също така те са създадени и поддържани от енергията на Слънцето.
3. Еволюцията на видовете, допринасяща за възникването на нови устойчиви форми на живи организми, води до ускоряване на биогенната миграция на атомите в биосферата. Това се улеснява от ускореното превръщане на химическите елементи.

Концепцията за биологичното обращение

За да продължи живота на Земята за неопределено време, цялата органична материя трябва да се върти по затворена крива.

Биологичният цикъл е единственият начин за организиране на живота. Поради разграждането на всички организми, други организми получават храната си. Ето защо всеки жив организъм, независимо от неговия тип, е връзка в хранителната верига. Разпадайки се, всички живи същества дават своите елементи на други форми на живот. Не подценявайте ролята на микроорганизмите. Те превръщат останките от животни и растения в елементарни органични вещества, използвани от зелени растения, за синтезиране на нови органични вещества.

Биологична циркулация веществата се осигурява от резултатите от гниенето. Комплексните съединения започват да се дезинтегрират, освобождават енергия и губят информация, докато новообразуваните неорганични вещества започват отново цялата верига. Благодарение на микроорганизмите, биосферата е способна на естествено саморегулиране.

Връзките на биологичния цикъл са живи организми, принадлежащи към различни системни групи. Те са в състояние да си взаимодействат помежду си поради големия брой различни връзки. Трябва да се има предвид, че цялата жива материя в биосферата участва в цикъла чрез хранителните вериги.

Какви са функциите на живите вещества в биосферата

В сърцето на биогенната миграция на атомите е движението на веществата. Така че учените, анализирали всички свойства на такава миграция, успяха да направят изводи за това, какво изпълняват всички живи вещества на планетата Земя. Помислете за тях:

• Енергетиката. Живите организми могат да натрупват хранителни вещества, получени от храната чрез трофични вериги.
• Транспорт. Всеки организъм е способен да носи органични вещества.

• Концентрация - организмите натрупват хранителни вещества в процеса на жизнената си дейност и ги използват в структурата на тялото си.
• Околна среда за образуване. Всички живи същества могат да трансформират химическите и физическите параметри на околната среда.
• Разрушителните. Участвайте в процеса на минерализиране на неорганични вещества.

Еволюционна теория произхода на живота на Земята

Еволюцията може да се нарече необратим процес на исторически промени в живота. Тази теория е изградена на четири принципа:

1. Прекомерно потомство. всички биологични видове живите организми много бързо се размножават. Въпреки това, не всички потомци оцеляват, така че всички популации са в стабилност.
2. Борбата за оцеляване също допринася за контрола на населението.
3. Наличие на незначителни разлики. Тъй като всички живи същества са индивидуални, някои видове имат по-голям шанс за оцеляване, докато други са по-малко вероятни.
4. Наследственост. Наследствената информация се предава чрез родителите на потомството. Така че, благодарение на някои наследствени различия, някои индивиди са по-способни да оцелеят, отколкото други.

данни

Под биогенната миграция на атомите се разбира движението на веществата. Този процес е безкраен и цикличен, поради което животът на Земята съществува до наши дни. В резултат на активната човешка дейност всички творчески процеси на Земята започват да се разпадат.