При этом водород фиксируется
в виде органических соединений, а кислород поступает
в атмосферу.
Животные потребляют воду для поддержания осмо-
тического и солевого равновесия в организме и выде-
ляют ее во внешнюю среду вместе с продуктами обмена
веществ.
Круговорот углерода. Углерод поступает в биосферу
в результате фиксации его в процессе фотосинтеза
(рис. 75). Количество углерода, ежегодно связываемого
растениями, оценивается в 46 млрд. т. Часть его посту-
пает в тело животных и освобождается в результате
дыхания в виде СО2, который вновь поступает в атмос-
феру. Кроме того, запасы углерода в атмосфере попол-
няются за счет вулканической деятельности и сжигания
человеком горючих ископаемых. Хотя основная часть
поступающего в атмосферу диоксида углерода погло-
щается океаном и откладывается в виде карбонатов,
Рис. 75. Круговорот углерода
-215-
содержание CO2 в воздухе медленно, но неуклонно
повышается.
Круговорот азота. Азот - один из основных биоген-
ных элементов - в громадных количествах содержится
в атмосфере, где составляет 80 % от общей массы ее
газообразных компонентов. Однако в молекулярной
форме он не может использоваться ни высшими растени-
ями, ни животными. В форму, пригодную для использо-
вания. атмосферный азот переводят электрические раз-
ряды (при которых образуются оксиды азота, в соедине-
нии с водой дающие азотистую и азотную кислоты),
азотфиксирующие бактерии и синезеленые водоросли.
Одновременно образуется аммиак, который другие
хемосинтезирующие бактерии последовательно перево-
дят в нитриты и нитраты. Последние наиболее усвояемы
для растений. Биологическая фиксация азота на суше
составляет примерно 1 г/м2, а в плодородных областях
достигает 20 г/м2.
После отмирания организмов гнилостные бактерии
разлагают азотсодержащие соединения до аммиака.
Часть его уходит в атмосферу, часть восстанавливается
денитрифицирующими бактериями до молекулярного
азота, но основная масса окисляется до нитритов и
нитратов и вновь используется. Некоторое количество
соединений азота оседает в глубоководных отложениях
и надолго (миллионы лет) выключается из круговорота.
Эти потери компенсируются поступлением азота в атмо-
сферу с вулканическими газами (рис. 76).
Рис. 76. Круговорот азота
-216-
Круговорот серы. Сера входит в состав белков
и также представляет собой жизненно важный элемент.
В виде соединений с металлами - сульфидов - она
залегает в виде руд на суше и входит в состав глубоко-
водных отложений. В доступную для усвоения раствори-
мую форму эти соединения переводятся хемосинтезиру-
ющими бактериями, способными получать энергию
путем окисления восстановленных соединений серы.
В результате образуются сульфаты, которые использу-
ются растениями. Глубоко залегающие сульфаты вовле-
каются в круговорот другой группой микроорганизмов,
восстанавливающих сульфаты до сероводорода
(рис. 77).
Круговорот фосфора. Резервуаром фосфора служат
залежи его соединений в горных породах. Вследствие
вымывания он попадает в речные системы и частью
используется растениями, а частью уносится в море,
где оседает в глубоководных отложениях. Кроме того,
в мире ежегодно добывается от 1 до 2 млн. т фосфорсо-
держащих пород. Большая часть этого фосфора также
вымывается и исключается из круговорота. Благодаря
лову рыбы часть фосфора возвращается на сушу в
небольших размерах (около 60 тыс. т элементарного
фосфора в год).
Из приведенных примеров видно, какую значитель-
ную роль в эволюции неживой природы играют живые
организмы. Их деятельность существенно влияет на
формирование состава атмосферы и земной коры. Боль-
шой вклад в понимание взаимосвязей между живой
Рис. 77. Круговорот серы
-217-
и неживой природой внес выдающийся советский
ученый В. И. Вернадский. Он выявил геологическую
роль живых организмов и показал, что их деятельность
представляет собой важнейший фактор преобразования
минеральных оболочек планеты.
Таким образом, живые организмы, испытывая на
себе влияние факторов неживой природы, своей дея-
тельностью изменяют условия окружающей среды, т. е.
среды своего обитания. Это приводит к изменению
структуры всего сообщества - биоценоза.
Смена биогеоценоза
В каждом биоценозе виды появляются или исчезают,
когда условия, ресурсы и влияние других видов изменя-
ются во времени. Такие изменения не случайны. Каждый
биогеоценоз развивается как целостная система. Таким
образом, смена биогеоценоза - это направленная и
непрерывная последовательность появления и исчезно-
вения популяций разных видов в определенном место-
обитании. Рассмотрим последовательность заселения
Свободного участка суши, образовавшегося в результа-
те отступления ледника.
На открытий почве, состоящей из тонкого слоя гли-
ны, бедной биогенными элементами, вначале поселя-
ются мхи и немногие высшие растения с поверхностной
корневой системой (например, куропаточья трава).
Затем появляются ивы, вслед за ними - ольха. Через
несколько десятков лет ольха образует плотные заросли,
Еще через некоторое время в растительном сообществе
начинает встречаться ель, она вытесняет ольху, которая
становится редкой. В итоге образуется густой смешан-
ный лес. Одна из причин смены видов в биогеоценозе -
изменение почвы. Первые виды, заселяющие местооби-
тание, изменяют условия или доступность ресурсов та-
ким образом, что становится возможным поселение но-
вых видов. Так, куропаточья трава и ольха вступают
в симбиоз с микроорганизмами, фиксирующими атмо-
сферный азот. Азот накапливается в почве. Ольха
способствует также подкислению почвы, снижая ее
первоначальную щелочную реакцию. В результате
условия становятся приемлемыми для произрастания
ели, которая и замещает ольху.
Вслед за изменениями видового состава раститель-
ного сообщества на вновь заселенной территории и
-218-
изменениями почвы меняется и состав животного мира
данного местообитания. Вместе с травами и ивняком
на голой еще почве поселяются норные пауки, кузнечи-
ки, роющие осы. Когда появляются лиственные породы.
обогащается и животный мир. Становится более разно-
образным население почвы (дождевые черви, насеко-
мые), на поверхности встречаются муравьи, жуки,
моллюски. Возникшее растительное сообщество засе-
ляют позвоночные животные.
Таким образом, главную роль в развитии биоценоза
играют растения. Вызываемые ими изменения в почве
служат основой для изменения видового состава био-
ценоза.
Примером смены видового состава как результата
жизнедеятельности входящих в них организмов могут
служить процессы освоения островов и зарастания озер.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
в виде органических соединений, а кислород поступает
в атмосферу.
Животные потребляют воду для поддержания осмо-
тического и солевого равновесия в организме и выде-
ляют ее во внешнюю среду вместе с продуктами обмена
веществ.
Круговорот углерода. Углерод поступает в биосферу
в результате фиксации его в процессе фотосинтеза
(рис. 75). Количество углерода, ежегодно связываемого
растениями, оценивается в 46 млрд. т. Часть его посту-
пает в тело животных и освобождается в результате
дыхания в виде СО2, который вновь поступает в атмос-
феру. Кроме того, запасы углерода в атмосфере попол-
няются за счет вулканической деятельности и сжигания
человеком горючих ископаемых. Хотя основная часть
поступающего в атмосферу диоксида углерода погло-
щается океаном и откладывается в виде карбонатов,
Рис. 75. Круговорот углерода
-215-
содержание CO2 в воздухе медленно, но неуклонно
повышается.
Круговорот азота. Азот - один из основных биоген-
ных элементов - в громадных количествах содержится
в атмосфере, где составляет 80 % от общей массы ее
газообразных компонентов. Однако в молекулярной
форме он не может использоваться ни высшими растени-
ями, ни животными. В форму, пригодную для использо-
вания. атмосферный азот переводят электрические раз-
ряды (при которых образуются оксиды азота, в соедине-
нии с водой дающие азотистую и азотную кислоты),
азотфиксирующие бактерии и синезеленые водоросли.
Одновременно образуется аммиак, который другие
хемосинтезирующие бактерии последовательно перево-
дят в нитриты и нитраты. Последние наиболее усвояемы
для растений. Биологическая фиксация азота на суше
составляет примерно 1 г/м2, а в плодородных областях
достигает 20 г/м2.
После отмирания организмов гнилостные бактерии
разлагают азотсодержащие соединения до аммиака.
Часть его уходит в атмосферу, часть восстанавливается
денитрифицирующими бактериями до молекулярного
азота, но основная масса окисляется до нитритов и
нитратов и вновь используется. Некоторое количество
соединений азота оседает в глубоководных отложениях
и надолго (миллионы лет) выключается из круговорота.
Эти потери компенсируются поступлением азота в атмо-
сферу с вулканическими газами (рис. 76).
Рис. 76. Круговорот азота
-216-
Круговорот серы. Сера входит в состав белков
и также представляет собой жизненно важный элемент.
В виде соединений с металлами - сульфидов - она
залегает в виде руд на суше и входит в состав глубоко-
водных отложений. В доступную для усвоения раствори-
мую форму эти соединения переводятся хемосинтезиру-
ющими бактериями, способными получать энергию
путем окисления восстановленных соединений серы.
В результате образуются сульфаты, которые использу-
ются растениями. Глубоко залегающие сульфаты вовле-
каются в круговорот другой группой микроорганизмов,
восстанавливающих сульфаты до сероводорода
(рис. 77).
Круговорот фосфора. Резервуаром фосфора служат
залежи его соединений в горных породах. Вследствие
вымывания он попадает в речные системы и частью
используется растениями, а частью уносится в море,
где оседает в глубоководных отложениях. Кроме того,
в мире ежегодно добывается от 1 до 2 млн. т фосфорсо-
держащих пород. Большая часть этого фосфора также
вымывается и исключается из круговорота. Благодаря
лову рыбы часть фосфора возвращается на сушу в
небольших размерах (около 60 тыс. т элементарного
фосфора в год).
Из приведенных примеров видно, какую значитель-
ную роль в эволюции неживой природы играют живые
организмы. Их деятельность существенно влияет на
формирование состава атмосферы и земной коры. Боль-
шой вклад в понимание взаимосвязей между живой
Рис. 77. Круговорот серы
-217-
и неживой природой внес выдающийся советский
ученый В. И. Вернадский. Он выявил геологическую
роль живых организмов и показал, что их деятельность
представляет собой важнейший фактор преобразования
минеральных оболочек планеты.
Таким образом, живые организмы, испытывая на
себе влияние факторов неживой природы, своей дея-
тельностью изменяют условия окружающей среды, т. е.
среды своего обитания. Это приводит к изменению
структуры всего сообщества - биоценоза.
Смена биогеоценоза
В каждом биоценозе виды появляются или исчезают,
когда условия, ресурсы и влияние других видов изменя-
ются во времени. Такие изменения не случайны. Каждый
биогеоценоз развивается как целостная система. Таким
образом, смена биогеоценоза - это направленная и
непрерывная последовательность появления и исчезно-
вения популяций разных видов в определенном место-
обитании. Рассмотрим последовательность заселения
Свободного участка суши, образовавшегося в результа-
те отступления ледника.
На открытий почве, состоящей из тонкого слоя гли-
ны, бедной биогенными элементами, вначале поселя-
ются мхи и немногие высшие растения с поверхностной
корневой системой (например, куропаточья трава).
Затем появляются ивы, вслед за ними - ольха. Через
несколько десятков лет ольха образует плотные заросли,
Еще через некоторое время в растительном сообществе
начинает встречаться ель, она вытесняет ольху, которая
становится редкой. В итоге образуется густой смешан-
ный лес. Одна из причин смены видов в биогеоценозе -
изменение почвы. Первые виды, заселяющие местооби-
тание, изменяют условия или доступность ресурсов та-
ким образом, что становится возможным поселение но-
вых видов. Так, куропаточья трава и ольха вступают
в симбиоз с микроорганизмами, фиксирующими атмо-
сферный азот. Азот накапливается в почве. Ольха
способствует также подкислению почвы, снижая ее
первоначальную щелочную реакцию. В результате
условия становятся приемлемыми для произрастания
ели, которая и замещает ольху.
Вслед за изменениями видового состава раститель-
ного сообщества на вновь заселенной территории и
-218-
изменениями почвы меняется и состав животного мира
данного местообитания. Вместе с травами и ивняком
на голой еще почве поселяются норные пауки, кузнечи-
ки, роющие осы. Когда появляются лиственные породы.
обогащается и животный мир. Становится более разно-
образным население почвы (дождевые черви, насеко-
мые), на поверхности встречаются муравьи, жуки,
моллюски. Возникшее растительное сообщество засе-
ляют позвоночные животные.
Таким образом, главную роль в развитии биоценоза
играют растения. Вызываемые ими изменения в почве
служат основой для изменения видового состава био-
ценоза.
Примером смены видового состава как результата
жизнедеятельности входящих в них организмов могут
служить процессы освоения островов и зарастания озер.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19