Роль живых организмов в преобразовании оболочек Земли

Живые организмы участвуют в преобразовании оболочек Земли, то есть обеспечивают планетарную роль живого вещества.

С участием живого происходит:

• Образование осадочных пород (известняк и раковин моллюсков).

• Образование полезных ископаемых (каменный уголь с вымерших хвощей, плаунов и папоротников, залежи серы серобактериями).

• Разрушение горных пород (лишайники).

• Образование почвы (почвенные бактерии).

• Образование кислорода, из которого формируется озоновый экран Земли (растения, цианобактерии).

• Влияние на концентрацию азота и образования оксидов азота, аммиака.

• Влияние на концентрацию углекислого газа (животного в результате дыхания).

• Заболачивание (торфяные мхи) и др..

4.Круговорот веществ в биосфере (биологический круговорот) -это перемещение, распределение и концентрация химических элементов и веществ, происходящих с помощью живых организмов. Круговорот веществ в природе замкнутый не полностью, часть элементов откладывается в виде пород органического происхождения. Прямо или косвенно биологический круговорот веществ в биосфере осуществляется за счет солнечной энергии и сил гравитации. Биологический круговорот веществ в природе, в отличие от геологического, быстрый и разомкнут (часть элементов откладывается в виде пород органического происхождения). Через воздух осуществляется 98,3% круговорота веществ, через воду - 1,7%. В биогенной миграции элементов участвуют разные организмы, и поэтому выделяют три типа круговорота, осуществляемые, многоклеточными организмами микроорганизмами и человеком. На сегодня наблюдается нарушение круговорота веществ в биосфере, баланса между биологическими и геологическими круговоротами, главными причинами, которых являются:

1) достаточно сильное искусственное ускорение процессов выветривания пород и ускоренные темпы гибели биоты, что ведет к замедлению биологического круговорота;

2) создание человеком веществ, которые в дальнейшем не могут быть использованы организмами.

К важнейшим циклам принадлежит круговорот воды, кислорода, углерода, азота, фосфатов, сульфатов. Для примера можно рассмотреть круговорот азота.

Круговорот азота. Азот -инертный элемент, и поэтому достаточно редко встречается в связанном виде. Это необходимый компонент аминокислот и белков. Никакой другой элемент так не ограничивает ресурсы питательных веществ в экосистемах, как азот. Он становится доступным для живых организмов в результате азотфиксации, к которой способны определенные бактерии и цианобактерии. Азотфиксация -процесс связывания молекулярного азота атмосферы с образованием азотсодержащих соединений, осуществляется азот фиксирующими организмами, вследствие чего свободный азот почвы и атмосферы становится доступным для растений.

Разложение азотсодержащих органических соединений с образования аммиака (дезаминирование) осуществляется амиакофсирующими бактериями из родов Bacillus, Pseudomonas, Clostridium и др.. Как правило, выделенный вследствие аммонификации аммиак растворяется в грунтовой воде, присоединяет протоны и превращается в аммоний NH4+. Аммонификация -процесс разложения микроорганизмами азотсодержащих соединений до аммиака, вследствие чего трудноусвояемый азот органических соединений растительных и животных остатков переходит в доступную для растений форму.

Аммиак и аммонийные соединения способны к капитальному окислению с образованием азотной и азотной кислот, используемых в процессе нитрификации бактериями родов Nitrosomonas, Nitrobacter и др.. Благодаря их деятельности в почве образуются нитриты и нитраты. Нитрификация -процесс преобразованиями микроорганизмами восстановленных соединений азота (аммиака и аммонийных соединений) в окислении неорганические нитриты и нитраты, свидетельствующие о завершении процессов минерализации в экосистеме.

Замыкают цикл Азота микробиологические процессы денитрификации, которые превращают нитриты и нитраты до газообразного азота, предотвращая их накоплению в почве. Не использованный бактериями (Pseudomonas) и растениями азот в результате эрозии почв, как и фосфор поступают в водоемы, что приводит к эвтрофикации с последующими негативными явлениями. Аэробные бактерии в таких водоемах уступают место анаэробным. В результате продукты реакций окисления (CO₂, HNO₃, H₂PO₄ т.д.) заменяются на продукты ответных реакций (CH₄, H₄S, NH₃). Из воды исчезают фитопланктон, многоклеточные водоросли, рыбы и постепенно вода приобретает зловонный запах.

Денитрификация - процесс превращения микроорганизмами окисленных соединений азота (нитратов, нитритов) до газообразного молекулярного азота и его оксидов.

Контроль знаний и умений:

Дать ответ на вопросы:

1.Что такое биосфера?

2.Какие основные положения учения В. И. Вернадского о биосфере?

3.Что такое ноосфера, и какое значение она имеет для нашей планеты?

4.Как роль играют живые организмы на нашей планете?

Домашнее задание: § 31, пересказ конспекта, Лек.№26

Лекция № 27