Cykle biogeochemiczne – funkcjonowanie ekosystemu

Cykl biogeochemiczne to krążenie pierwiastka w biosferze pomiędzy światem ożywionym, a nieożywionym.

Obieg węgla w przyrodzie

W atmosferze węgiel obecny jest w postaci dwutlenku węgla. Głównym jego źródłem jest oddychanie wewnątrzkomórkowe organizmów żywych (roślin, zwierząt, grzybów, protistów i prokariontów). Kolejnym znaczącym kanałem dopływu dwutlenku węgla jest spalanie paliw kopalnych w zakładach przemysłowych i w silnikach samochodowych. Znacznie mniejsze ilości dwutlenku węgla trafiają do atmosfery  w wyniku uwalniania węgla  ze skał węglanowych (zwłaszcza CaCO3).  Pomiędzy atmosferą a wodami oceanicznymi zachodzi wymiana dwutlenku węgla – jej kierunek zależny jest od stężenia tego gazu (CO2 z atmosfery rozpuszcza się w wodzie lub jest z niej uwalniany).

Węgiel w postaci dwutlenku węgla pobierany jest w zasadzie jedną drogą – przez autotrofy, wykorzystujące go do przeprowadzenia procesu fotosyntezy. Najważniejszą grupę organizmów samożywnych stanowią rośliny, które pozyskany tym sposobem węgiel wykorzystują jako źródło energii oraz do budowy ciała. Dalej w łańcuchu troficznym węgiel trafia do  konsumentów i reducentów.

Obieg azotu w przyrodzie

Azot atmosferyczny  nie jest dostępny dla organizmów wyższych. Jednak pod wpływem wyładowań atmosferycznych jego cząsteczki  ulegają rozbiciu do atomów, które reagują z tlenem. W ten sposób powstają tlenki azotu. Te z kolei wchodzą w reakcje z wodą dając azotany, które są przyswajane przez rośliny. Tą drogą do biosfery trafia zaledwie 5% azotu.

W postaci cząsteczkowej azot  jest przyswajany jedynie przez bakterie i sinice, które mają specjalny aparat enzymatyczny i mogą ponosić duże koszty energetyczne. Bakterie azotowe żyjące w glebie  zdolne do asymilacji azotu należą do rodzaju Azotobacter i Clostridium. Włączają one azot do ekosystemu dwiema drogami – są zjadane przez pierwotniaki, czy nicienie lub jako martwa materia organiczna podlegają rozkładowi przez destruentów.

Bakterie z rodzaju Rhizobium żyją w symbiozie z korzeniami roślin motylkowych, które otrzymują od nich gotowe związki azotowe. Szczątki roślinne są rozkładane (przez bakterie lub grzyby) i użyźniają glebę.

Azot uwalniany z martwej materii organicznej (szczątki prokariontów, protistów, grzybów, roślin i zwierząt, odchody zwierząt) przez reducentów ma postać jonu amonowego (w rotworze wodnym) lub rzadziej amoniaku. Jony amonowe ulegają nitryfikacji – są utleniania przez bakterie nitryfikacyjne do soli azotowych. Za pierwszy etap, czyli utlenianie NH4+ do azotynów, odpowiadają bakterie z rodzaju Nitrosomas, za drugi, czyli utleniani azotynów do azotanów bakterie z rodzaju Nitrobacter. Dopiero w postaci soli azotowych azot może być przyswojony przez rośliny, które wbudowują go w swoje  związki organiczne (białka i kwasy nukleinowe). Rośliny stanowią pokarm dla zwierząt, które również wbudowują azot w związki organiczne swojego ciała.

Azotany obecne w podmokłej glebie lub w osadach dennych mogą pod wpływem bakterii beztlenowych ulegać procesowi denitryfikacji, czyli redukcji do azotu cząsteczkowego, który zostaje uwolniony do atmosfery.

 

Polecamy również:

  • Obieg materii i przepływ energii w ekosystemie – schemat

    Każdy ekosystem charakteryzuje się zamkniętym obiegiem materii. Obejmuje on pierwiastki, które krążą pomiędzy organizmami, a otaczającym je środowiskiem. Materia krąży w ekosystemie zataczając koło – przechodzi ze środowiska do kojonych poziomów troficznych  (producentów –... Więcej »

  • Łańcuchy pokarmowe – definicja

    Łańcuch pokarmowy to ciąg organizmów ustawionych w takiej kolejności, że każde poprzednie ogniowo stanowi źródło pokarmu dla następnego ogniwa w szeregu. Łańcuchy pokarmowe wiążą ze sobą grupy organizmów będących producentami, konsumentami i reducentami. W zależności od kolejności... Więcej »

  • Sukcesja ekologiczna – definicja, rodzaje, przykłady

    Sukcesja ekologiczna jest to proces ewolucji ekosystemu, czyli stopniowych kierunkowych zmian prowadzących do zmiany struktury gatunkowej ekosystemu, a więc przekształcania się jednego ekosystemu w inny. W wyniku serii powolnych przekształceń jedne biocenozy ustępują miejsca innym, aż do momentu osiągnięcia... Więcej »

  • Nisza ekologiczna – definicja, przykłady

    W sensie dosłownym nisza to miejsce, pewna przestrzeń. W ekologii jest to pojęcie o znacznie szerszym znaczeniu, różnie definiowane przez naukowców. Według  Grinnella, który jako pierwszym użył tego sformułowana w 1917 r., nisza ekologiczna to zbiór cech gatunkowych,... Więcej »

Komentarze (0)
Wynik działania 4 + 4 =
Ostatnio komentowane
Rosja nadal jest państwem totalitarnym, a Polska sie nim staje.
• 2022-08-02 19:37:03
Ef. 6:12 [ 11 - 20]. 1Tes.2:13 ; 4: 8..... w tedy i dziś. Łuk.10: 16 .....
• 2022-08-01 16:36:20
To bardzo ciekawa historia godna uwagi każdego.
• 2022-07-12 15:12:25
@cotymowisz - dziękujemy za zwrócenie uwagi, wpis został poprawiony. Pozdrawiamy eszkol...
• 2022-07-07 11:03:54
Jest ok
• 2022-07-06 16:31:40