Migrarea biogenă a atomilor. Ciclul de substanțe și evoluția biosferei

Migrarea biogenă a atomilor este un tip special de ciclu în natura substanțelor chimice, care apare datorită proceselor de activitate vitală a organismelor vii. Activitatea de viață este înțeleasă ca respirația, nutriția, reproducerea, acumularea și divizarea elementelor organice.

Ce este biosfera?

Famous pentru întreaga lume, academicianul VI Vernadsky a introdus pentru prima dată conceptul de biosferă. El a descifrat-o ca o coajă vie a pământului. Această arie de viață a apărut ca urmare a interacțiunii dintre substanțele vii și cele ne-vii. În acest caz, toate organismele vii sunt principala funcție a biosferei și sunt asociate cu ea în toate modurile posibile.

Organismele vii reprezintă o colecție a tuturor substanțelor vii de pe planetă care există în prezent. Fiecare dintre ele are propria greutate, energie și compoziție chimică elementară.

Potrivit Vernadsky a spus că toată materia vie este legat de atomii de curenții de mediu, migrația biogenă care are loc ca urmare a influenței energiei solare.

Principalele funcții ale biosferei sunt reproducerea, creșterea și metabolismul organismelor vii.

Fundamentele migrației biogene

Migrarea biogenă a atomilor se manifestă ca un ciclu de substanțe în natură. Biogenii sunt elementele care sunt implicate în acest proces. Aceasta include substanțe cum ar fi oxigenul, hidrogenul, azotul, carbonul, fosforul, fierul, manganul, zincul, calciul, potasiul și mulți alți compuși anorganici.

De fapt, în natură există un număr imens de izotopi de elemente chimice, dar nu toate fac parte din organisme vii.

Se știe că toate organismele vii au o caracteristică unică de a acumula elementele chimice și compușii lor. În același timp, nu numai elementele răspândite pot fi găsite în compoziția celor vii, dar și foarte rare. Ceea ce este foarte interesant, concentrarea lor în materia vie este mult mai mare decât în ​​spațiul din jur. De exemplu, plantele conțin douăzeci de ori mai mult carbon decât conținutul crustei pământului și de treizeci de ori mai mult azot.

În acest caz, fiecare specie de organisme vii are un număr diferit de elemente chimice. De exemplu, bacteriile de fier acumulează în sine doar o cantitate imensă de fier, în timp ce extractele rădăcinii acumulează calciu, iar algele - iod.

Migrarea biogenă a atomilor conduce la faptul că sub influența organismelor vii poate varia valența elementelor chimice. Și se formează și noi tipuri de substanțe chimice. Aproximativ patruzeci dintre cele mai cunoscute microelemente joacă un rol activ într-un astfel de proces ca migrarea biogenă a atomilor. Și omul este acea confirmare directă.

Legea migrării biogenice a atomilor

Această lege a fost introdusă de academicianul Vernadsky și are o semnificație teoretică și practică foarte importantă. Potrivit lui, totul procesele chimice, care apar pe planeta noastră, sunt strâns legate între ele cu activitățile prezente și trecute ale microorganismelor și sunt imposibile fără a lua în considerare factorii biogeni și biotici. Procesele evolutive pot fi incluse aici.

Trebuie avut în vedere faptul că oamenii au un impact foarte mare asupra biosferei Pământului, în special în oamenii ei de viață, astfel încât acestea sunt în măsură să facă modificări semnificative la un astfel de proces, deoarece migrația biogene a atomilor din biosferă.

Conform acestei legi, fiecare ființă vie este un intermediar între Soare și Pământ. În acest caz, având în vedere fluxul solar constant, precum și invarianța relativă a energiei planetei, se poate concluziona că cantitatea de materie vie trebuie să fie constantă. Acest model a fost descris de Vernadsky în scrierile sale.

Cicluri biogeochimice

Ciclurile biogeochimice reprezintă o circulație specială a substanțelor chimice în biosferă. Aici un rol vital îl joacă organismele vii. Pentru viața tuturor organismelor vii, sunt necesare anumite substanțe nutritive care pot da viață. Există două grupuri de astfel de elemente: macrofite și microtrofe.

Substanțele macrotrofice includ astfel de componente care creează baza chimică a tuturor țesuturilor din organismele vii. Acestea includ potasiu, calciu, fosfor, oxigen, carbon, hidrogen, sulf, magneziu și alte elemente.

Dar substanțele microtrofice includ microelementele și compușii lor, care sunt necesare pentru existența organismelor vii în cantități foarte mici. Următoarele elemente includ zinc, cupru, mangan, clor, fier.

În plus, toate biogenicele sau substanțele nutritive pot fi utilizate în mod repetat în biosferă. La urma urmei, stocurile de microelemente biogene nu sunt constante. Unele dintre ele sunt conectate și fac parte din biomasa vie. Și acest lucru, la rândul său, reduce semnificativ numărul de elemente rămase în ecosistem.

În cazul în care plantele și alte organisme vii care nu au participat la procesul de expansiune, furnizarea tuturor nutrienților din lume ar avea de multă vreme epuizat, și, prin urmare, viata de pe planeta Pământ ar fi încetat de mult.

Luați în considerare modul în care se desfășoară ciclurile biogeochimice ale unor elemente.

Ciclul de carbon

Una dintre cele mai importante surse de carbon este dioxidul de carbon, conținută în atmosferă, precum și dizolvată în apă. Această substanță este utilizată de plante pentru sinteza compușilor organici.

În timpul procesului de fotosinteză, bioxidul de carbon este capabil să transforme plantele în substanțe organice nutritive, care servesc drept principala hrană pentru animale.

Astfel de procese cum ar fi arderea combustibilului, fermentarea și respirația, sunt capabile să returneze această substanță în mediul înconjurător. Potrivit oamenilor de știință, atmosfera conține aproximativ șapte sute de miliarde de tone de substanță, în timp ce în hidroșferă - aproximativ cincizeci de mii de miliarde de tone. În fiecare an, ca urmare a procesului de fotosinteză, creșterea masei vegetale în apă și pe teren se ridică la o sută optzeci și cincizeci de miliarde de tone, respectiv.

Ciclul de azot

Ciclurile biogeochimice de azot apar sub influența diferitelor influențe chimice și biologice. De exemplu, azotul nitrat poate fi transformat în proteină, apoi transformat în uree, transformat în amoniac și din nou revenit la forma de azotat.

Ciclul de fosfor

Cel mai simplu ciclu biogeochimic în natură este ciclul de fosfor. Rezervele sale principale se găsesc în roci care, sub influența eroziunii, renunță la fosfații la diferite ecosisteme.

Astfel de fosfați folosesc plante și cu ajutorul lor sintetizează substanțe organice. Plantele se hrănesc cu alte organisme. Deci, când mor și se descompun, fosfații se întorc din nou în sol și servesc din nou ca îngrășăminte pentru plante.

Principiile biogene ale lui Vernadsky

Sub migrația biogenică a atomilor se înțelege mișcarea substanțelor, precum și legătura acestora de-a lungul lanțurilor de aprovizionare ale ecosistemului. Potrivit academicianului Vernadsky, migrația biogenică este supusă la trei principii foarte importante. Să luăm în considerare ceea ce vorbește omul de știință:

1. Migrația biogenică tinde întotdeauna la manifestarea maximă.
2. Toate substanțele vii din biosferă se află într-un schimb chimic constant și continuu cu cosmosul. Și, de asemenea, ele sunt create și menținute de energia soarelui.
3. Evoluția speciilor, care contribuie la apariția unor noi forme durabile de organisme vii, duce la accelerarea migrării biogene atomilor din biosferă. Acest lucru este facilitat de conversia accelerată a elementelor chimice.

Conceptul de circulație biologică

Pentru ca viata pe Pamant sa continue indefinit, toata materia organica trebuie sa se roteasca de-a lungul unei curbe inchise.

Ciclul biologic este singura modalitate de a organiza viata. Datorită dezintegrării tuturor organismelor, alte organisme își primesc hrana. Prin urmare, fiecare organism viu, indiferent de tipul acestuia, este o legătură în lanțul alimentar. Dezintegrând, toate ființele vii dau elementele lor altor forme de viață. Nu subestimați rolul microorganismelor. Ele transformă resturile de animale și plante în substanțe organice elementare utilizate de plantele verzi pentru a sintetiza materie organică nouă.

Circulația biologică substanțele este asigurată de rezultatele degradării. Compușii complexi încep să se dezintegreze, eliberează energie și pierd informații, în timp ce substanțele anorganice nou formate încep din nou întregul lanț. Datorită microorganismelor, biosfera este capabilă de autoreglementare naturală.

Legăturile ciclului biologic sunt organisme vii aparținând unor grupuri sistematice diferite. Ele sunt capabile să interacționeze între ele datorită unui număr mare de conexiuni diferite. Trebuie avut în vedere că toate materiile vii din biosferă sunt implicate în ciclu prin intermediul lanțurilor alimentare.

Care sunt funcțiile substanțelor vii din biosferă

În centrul migrației biogenice a atomilor se află mișcarea substanțelor. Deci, oamenii de știință, după ce au analizat toate proprietățile unei astfel de migrații, au putut să tragă concluzii despre ce funcționează toate substanțele vii de pe planeta Pământ. Luați în considerare următoarele:

• Energie. Organismele vii pot acumula substanțe nutritive obținute din alimente de lanțurile trofice.
• Transport. Fiecare organism este capabil să transporte substanțe organice.

• Concentrația - organismele acumulează nutrienți în cursul activității lor vitale și le folosesc în structura corpului lor.
• Formatoare de Mediu. Toate lucrurile vii pot transforma parametrii chimici și fizici ai mediului.
• Distructiva. Participați la procesul de mineralizare a substanțelor anorganice.

Teoria evoluționistă originea vieții pe Pământ

Evoluția poate fi numită procese ireversibile ale schimbărilor istorice ale vieții. Această teorie este construită pe patru principii:

1. Copii excesivi. toate specii biologice organismele vii se înmulțesc foarte repede. Cu toate acestea, nu toți supraviețuitorii supraviețuiesc, astfel încât toate populațiile sunt în stabilitate.
2. Lupta pentru supraviețuire contribuie, de asemenea, la controlul populației.
3. Prezența unor diferențe nesemnificative. Deoarece toate lucrurile vii sunt individuale, unele specii au o șansă mai bună de supraviețuire, în timp ce altele sunt mai puțin probabile.
4. Ereditatea. Informațiile ereditare sunt transmise prin intermediul părinților către descendenți. Prin urmare, datorită unor diferențe ereditare, unele persoane sunt mai capabile de supraviețuire decât altele.

constatări

Sub migrarea biogenică a atomilor se înțelege mișcarea substanțelor. Acest proces este nesfârșit și ciclic, prin urmare viața de pe Pământ există până în zilele noastre. Ca urmare a activității umane active, toate procesele creative de pe Pământ încep să se prăbușească.