ในบทความนี้ เราขอเชิญคุณพิจารณาว่าวัฏจักรทางชีวภาพคืออะไร อะไรคือหน้าที่และความสำคัญของสิ่งมีชีวิตในโลกของเรา นอกจากนี้เรายังจะให้ความสนใจกับปัญหาของแหล่งพลังงานสำหรับการนำไปใช้
สิ่งที่คุณต้องรู้ก่อนพิจารณาวัฏจักรทางชีววิทยาก็คือ โลกของเราประกอบด้วยเปลือกหอยสามเปลือก:
- เปลือกโลก (เปลือกแข็ง พูดคร่าวๆ นี่คือดินที่เราเดินไปมา);
- ไฮโดรสเฟียร์ (ซึ่งน้ำทั้งหมดสามารถระบุได้ กล่าวคือ ทะเล แม่น้ำ มหาสมุทร และอื่นๆ);
- บรรยากาศ (เปลือกก๊าซ อากาศที่เราหายใจ)
มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างทุกชั้น แต่พวกมันสามารถทะลุทะลวงกันได้โดยไม่ยาก
วัฏจักรของสสาร
ชั้นทั้งหมดนี้ประกอบขึ้นเป็นชีวมณฑล วัฏจักรทางชีวภาพคืออะไร? นี่คือเวลาที่สารเคลื่อนที่ไปทั่วชีวมณฑล กล่าวคือ ในดิน อากาศ ในสิ่งมีชีวิต การหมุนเวียนที่ไม่สิ้นสุดนี้เรียกว่าวัฏจักรทางชีววิทยา สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าทุกอย่างเริ่มต้นและสิ้นสุดที่พืช
ภายใต้วัฏจักรของสารมีกระบวนการที่ซับซ้อนอย่างเหลือเชื่อ สารใดๆ จากดินและบรรยากาศเข้าไปในพืช ต่อมาก็เข้าไปในสิ่งมีชีวิตอื่นๆ จากนั้นในร่างกายที่ดูดซับพวกมันพวกเขาเริ่มผลิตสารประกอบเชิงซ้อนอื่น ๆ อย่างแข็งขันหลังจากนั้นก็ออกไป เราสามารถพูดได้ว่านี่เป็นกระบวนการที่แสดงการเชื่อมต่อของทุกสิ่งบนโลกของเรา สิ่งมีชีวิตมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน วิธีเดียวที่เรามีจนถึงทุกวันนี้
บรรยากาศก็ไม่ได้เป็นอย่างที่เรารู้มาโดยตลอด ก่อนหน้านี้ซองจดหมายอากาศของเราแตกต่างจากปัจจุบันมาก กล่าวคืออิ่มตัวด้วยคาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนีย ผู้คนใช้ออกซิเจนในการหายใจได้อย่างไร? เราควรขอบคุณพืชสีเขียวที่สามารถทำให้บรรยากาศของเราอยู่ในรูปแบบที่มนุษย์ต้องการ อากาศและพืชถูกสัตว์กินพืชดูดกลืนและยังรวมอยู่ในเมนูของสัตว์กินพืชอีกด้วย เมื่อสัตว์ตาย ซากของพวกมันจะถูกประมวลผลโดยจุลินทรีย์ นี่คือวิธีที่ได้ฮิวมัสที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช อย่างที่คุณเห็น วงกลมเสร็จสมบูรณ์
แหล่งพลังงาน
วัฏจักรทางชีวภาพเป็นไปไม่ได้หากไม่มีพลังงาน อะไรหรือใครคือแหล่งพลังงานในการจัดระเบียบการแลกเปลี่ยนนี้? แน่นอน แหล่งพลังงานความร้อนของเราคือดวงดาว ดวงอาทิตย์ วัฏจักรทางชีววิทยาเป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีแหล่งความร้อนและแสง แดดร้อน:
- อากาศ;
- ดิน;
- ผัก
ในระหว่างการให้ความร้อน น้ำจะระเหยซึ่งเริ่มสะสมในชั้นบรรยากาศในรูปของเมฆ ในที่สุดน้ำทั้งหมดจะกลับสู่พื้นผิวโลกในรูปของฝนหรือหิมะหลังจากที่เธอกลับมา เธอได้ซึมซับดินและถูกรากของต้นไม้ต่างๆ ดูดกลืนไป หากน้ำสามารถทะลุทะลวงได้ลึกมาก มันก็จะเติมเต็มแหล่งน้ำใต้ดิน และบางส่วนก็กลับคืนสู่แม่น้ำ ทะเลสาบ ทะเล และมหาสมุทร
อย่างที่คุณทราบ เมื่อเราหายใจเข้าไป เราจะเอาออกซิเจนเข้าไปและหายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์ ดังนั้น ต้นไม้จึงต้องการพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อประมวลผลคาร์บอนไดออกไซด์และคืนออกซิเจนสู่ชั้นบรรยากาศ กระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง
วัฏจักรของวัฏจักรชีวภาพ
มาเริ่มส่วนนี้กันด้วยแนวคิดเรื่อง "กระบวนการทางชีวภาพ" เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดซ้ำ เราสามารถสังเกตจังหวะทางชีวภาพ ซึ่งประกอบด้วยกระบวนการทางชีววิทยาที่ทำซ้ำตัวเองอย่างต่อเนื่องในช่วงเวลาหนึ่ง
กระบวนการทางชีวภาพสามารถเห็นได้ทุกที่ มันมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่อาศัยอยู่บนโลก เป็นส่วนหนึ่งของทุกระดับขององค์กรด้วย นั่นคือทั้งภายในเซลล์และในชีวมณฑล เราสามารถสังเกตกระบวนการเหล่านี้ได้ เราสามารถแยกแยะกระบวนการทางชีวภาพหลายประเภท (วัฏจักร) ได้:
- ระหว่างวัน;
- ต่อวัน;
- ตามฤดูกาล;
- รายปี;
- ยืนต้น;
- เก่าหลายศตวรรษ
รอบประจำปีที่เด่นชัดที่สุด เราสังเกตพวกเขาทุกที่และทุกเวลา คุณเพียงแค่ต้องคิดเล็กน้อยเกี่ยวกับปัญหานี้
น้ำ
ตอนนี้เราขอเสนอให้คุณพิจารณาวัฏจักรทางชีววิทยาในธรรมชาติโดยใช้ตัวอย่างของน้ำ ซึ่งเป็นสารประกอบที่พบได้บ่อยที่สุดในโลกของเรา เธอมีความสามารถมากมาย ซึ่งทำให้เธอมีส่วนร่วมในกระบวนการต่างๆ เช่นทั้งภายในร่างกายและภายนอกด้วย ชีวิตของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดขึ้นอยู่กับวัฏจักร H2O ในธรรมชาติ หากไม่มีน้ำ เราก็ไม่มีอยู่จริง และโลกก็เป็นเหมือนทะเลทรายที่ไร้ชีวิตชีวา เธอสามารถมีส่วนร่วมในกระบวนการที่สำคัญทั้งหมดได้ นั่นคือ เราสามารถสรุปได้ดังนี้: สิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนดาวเคราะห์โลกเพียงแค่ต้องการน้ำสะอาด
แต่น้ำมักจะปนเปื้อนจากกระบวนการใดๆ ถ้าเช่นนั้น จะจัดหาน้ำดื่มสะอาดให้ตัวเองอย่างไม่สิ้นสุดได้อย่างไร? ธรรมชาติดูแลสิ่งนี้ เราควรขอบคุณสำหรับการดำรงอยู่ของวัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ เราได้พูดคุยกันแล้วว่าทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร น้ำระเหย สะสมเป็นเมฆและตกลงมาเป็นฝน (ฝนหรือหิมะ) กระบวนการนี้เรียกว่า "วัฏจักรอุทกวิทยา" มันขึ้นอยู่กับสี่กระบวนการ:
- ระเหย;
- การควบแน่น;
- ฝนตก;
- น้ำไหลบ่า
วัฏจักรของน้ำมีสองประเภท: ใหญ่และเล็ก
คาร์บอน
ตอนนี้เราจะมาดูกันว่าวัฏจักรทางชีวภาพของคาร์บอนเกิดขึ้นในธรรมชาติได้อย่างไร สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่ามีเพียงอันดับที่ 16 ในแง่ของเปอร์เซ็นต์ของสาร สามารถพบได้ในรูปของเพชรและกราไฟท์ และเปอร์เซ็นต์ในถ่านหินนั้นเกินเก้าสิบเปอร์เซ็นต์ คาร์บอนยังมีอยู่ในชั้นบรรยากาศ แต่มีปริมาณคาร์บอนน้อยมาก ประมาณ 0.05 เปอร์เซ็นต์
ในชีวมณฑลต้องขอบคุณคาร์บอน สารประกอบอินทรีย์จำนวนมากจึงถูกสร้างขึ้นซึ่งจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมดบนโลกของเรา พิจารณากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง: พืชดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศและแปรรูป ส่งผลให้เรามีสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด
ฟอสฟอรัส
คุณค่าของวัฏจักรชีวภาพค่อนข้างมาก แม้ว่าเราจะทานฟอสฟอรัสเข้าไป แต่ก็มีปริมาณมากในกระดูก ซึ่งจำเป็นสำหรับพืช แหล่งที่มาหลักคืออะพาไทต์ สามารถพบได้ในหินอัคนี สิ่งมีชีวิตสามารถรับได้จาก:
- ดิน;
- แหล่งน้ำ
นอกจากนี้ยังพบในร่างกายมนุษย์คือมันเป็นส่วนหนึ่งของ:
- โปรตีน;
- กรดนิวคลีอิก;
- เนื้อเยื่อกระดูก;
- เลซิติน;
- fitins และอื่นๆ
ฟอสฟอรัสที่จำเป็นสำหรับการสะสมพลังงานในร่างกาย เมื่อสิ่งมีชีวิตตาย มันจะกลับคืนสู่ดินหรือทะเล สิ่งนี้มีส่วนช่วยในการก่อตัวของหินที่อุดมไปด้วยฟอสฟอรัส สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในวัฏจักรสารอาหาร
ไนโตรเจน
ตอนนี้เราจะมาดูวัฏจักรไนโตรเจนกัน ก่อนหน้านั้น เราสังเกตว่ามันคิดเป็น 80% ของปริมาตรรวมของบรรยากาศ เห็นด้วย ตัวเลขนี้ค่อนข้างน่าประทับใจ นอกจากจะเป็นพื้นฐานขององค์ประกอบของบรรยากาศแล้ว ยังพบไนโตรเจนในสิ่งมีชีวิตทั้งพืชและสัตว์อีกด้วย เจอกันในรูปของโปรตีน
สำหรับวัฏจักรไนโตรเจน เราสามารถพูดได้ดังนี้: ไนเตรตเกิดจากไนโตรเจนในบรรยากาศซึ่งพืชสังเคราะห์ขึ้นกระบวนการสร้างไนเตรตเรียกว่าการตรึงไนโตรเจน เมื่อพืชตายและเน่า ไนโตรเจนในพืชจะเข้าสู่ดินในรูปของแอมโมเนีย หลังถูกประมวลผล (ออกซิไดซ์) โดยสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในดินดังนั้นกรดไนตริกจึงปรากฏขึ้น สามารถทำปฏิกิริยากับคาร์บอเนตที่อิ่มตัวในดิน นอกจากนี้ ควรกล่าวว่าไนโตรเจนยังถูกปลดปล่อยออกมาในรูปแบบบริสุทธิ์อันเป็นผลมาจากการสลายตัวของพืชหรือในกระบวนการเผาไหม้
กำมะถัน
เช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่นๆ วัฏจักรกำมะถันมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับสิ่งมีชีวิต กำมะถันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการระเบิดของภูเขาไฟ จุลินทรีย์ซัลไฟด์สามารถถูกแปรรูปได้โดยจุลินทรีย์ ซัลเฟตจึงเกิดขึ้น หลังถูกพืชดูดซึมกำมะถันเป็นส่วนหนึ่งของน้ำมันหอมระเหย ส่วนร่างกายพบกับกำมะถันใน:
- กรดอะมิโน;
- โปรตีน