Biosferada modda va energiyaning davriy aylanishi

Mavzular

Davriy aylanish tushunchasi

Modda va energiyaning davriy aylanishi haqida tushuncha. Biosferada modda va energiyaning aylanishi biosfera tarkibiy qismlari – tog‘ jinslari, tabiiy suvlar, gazlar, tuproq, o‘simliklar, hayvonlar, mikroorganizmlarning tinimsiz davriy aylanish jarayonidir.

Davriy aylanish biosferaning mavjudligini ta’minlovchi, uning butunligini va barqarorligini saqlovchi muhim omildir. Biosferaning rivojlanishi va taraqqiyoti davom etishi Yerdagi biologik muhim moddalarning davriy aylanishi bilan bog‘liq. Bu esa moddalar bir marta foydalanilgandan so‘ng boshqa organizmlar tomonidan o‘zlashtirilishi mumkin bo‘lgan holatga, shaklga o‘tishi demakdir.

Geologik davriy aylanish

Butun Yer sayyorasi miqyosida quyosh energiyasi hisobiga sodir bo‘ladigan biologik muhim elementlarning bir bo‘g‘inidan ikkinchisiga o‘tishi moddalarning geologik davriy aylanishi deyiladi. Moddalarning geologik aylanishi abiotik omillar ta’sirida amalga oshiriladigan moddalar migratsiyasi hisoblanadi.

Vaqt o‘tishi bilan quyosh nuri, atmosfera, yog‘ingarchilik ta’sirida tog‘ jinslari yemiriladi, shamol ta’sirida nuraydi va dunyo okeaniga oqizib ketiladi. Ular okean tubida to‘planib cho‘kma jinslarni hosil qiladi. Tektonik harakatlar tufayli materiklarning ayrim qismlari cho‘kadi va suv ostida qoladi, ayrim qismlari ko‘tariladi, ya’ni tog‘ hosil bo‘lish jarayonlari to‘xtovsiz davom etadi. Natijada okeanlar tubida yig‘ilgan tog‘ jinslari quruqlik yuzasiga ko‘tarilsa, kontinentlarning yuzasida to‘planib borgan tog‘ jinslari esa suv ostida qoladi.

Biologik aylanish va biogen elementlar

Tirik moddaning paydo bo‘lishi bilan geologik aylanish asosida organik moddalarning davriy aylanishi, ya’ni biologik davriy aylanish yuzaga keldi. Tirik organizmlarning rivojlanishi natijasida geologik aylanishda ishtirok etuvchi elementlar hayotning asosi hisoblanadigan hamda to‘xtovsiz davom etadigan biologik davriy aylanishga qo‘shilib boradi. Biosferaning rivojlanishi va undagi jarayonlarning sodir bo‘lishi biogen elementlarning uzluksiz ravishda davriy aylanishi bilan bog‘liq.

Tirik organizmlarning hayot faoliyati uchun ayrim elementlar ko‘p, ayrim elementlar esa kam miqdorda zarur. Shunga ko‘ra biologik davriy aylanishda ishtirok etuvchi biogen elementlar makroelementlar va mikroelementlarga ajratiladi.

Tirik organizmlar hayot faoliyati uchun zarur elementlar biogen elementlar deyiladi. Biogen elementlarga C, H, O, N, S, P, Ca, K, Cl, Fe, Mg, Cu, Mn, Zn, Mo, Br, B, I kabi elementlar kiradi. Bular orasida C, H, O, N, S, P eng muhim elementlar hisoblanadi.

Geologik va biologik aylanish farqi

Moddalarning geologik davriy aylanishi biologik davriy aylanishdan bir qancha xususiyatlari bilan farqlanadi:

• Harakatlantiruvchi kuch – geologik: suvning okeanlar va quruqlik o‘rtasida to‘xtovsiz aylanib turishi; biologik: tirik organizmlarning oziqlanishidagi farqlar
• Ishtirok etuvchi elementlar – geologik: Yer qobig‘idagi barcha kimyoviy elementlar; biologik: faqat biogen elementlar
• Davomiyligi – geologik: bir necha o‘n ming va yuz ming yillar; biologik: qisqa – bir necha yil, bir necha o‘n va yuz yillar

Biologik aylanishning mohiyati

Biologik davriy aylanish geologik davriy aylanishdan farq qilib, biosfera doirasida sodir bo‘ladi. Biologik davriy aylanishning mohiyati, avtotrof organizmlar tomonidan fotosintez jarayonida anorganik moddalardan organik birikmalarning sintezlanishi, mazkur organik birikmalarning oziq zanjiridagi konsumentlar ishtirokida o‘zlashtirilishi, redutsentlar tomonidan esa qaytadan anorganik moddalarga parchalanishida namoyon bo‘ladi.

Redutsentlarning hayotiy faoliyati tufayli organik birikmalar anorganik moddalarga aylantirilib, qaytadan biologik davriy aylanishda ishtirok etishi yoki uning tarkibidan chiqib, geologik davriy aylanishga qo‘shilishi mumkin. O‘z navbatida geologik aylanishda ishtirok etayotgan elementlar tirik organizmlar tomonidan o‘zlashtirilib biologik davriy aylanishga jalb etilishi mumkin. Biologik hamda geologik davriy aylanishlar bir-biri bilan chambarchas bog‘liq bo‘lgani uchun bu jarayonlarga bir butun, yaxlit, ya’ni elementlarning biogeokimyoviy davriy aylanishi deyiladi (43-rasm).

Yagona aylanish va ekosistema barqarorligi

Biosferaning barcha tarkibiy qismlari – o‘simliklar, hayvonlar, mikroorganizmlar hamda litosfera, gidrosfera, atmosferaning tirik organizmlar egallagan qismlari bir-biri bilan moddalar va energiyaning yagona davriy aylanishi orqali chambarchas bog‘langan. Bu jarayon ekosistemada nafaqat organik moddalarni sintezlovchi avtotroflarning, balki organik moddalarni iste’mol qiluvchilar va parchalovchilar – geterotroflarning mavjudligi bilan ta’minlanadi.

Avtotrof organizmlarda organik moddalarning sintezlanishi, ularning o‘zlashtirilishi tufayli o‘zgarishi, parchalanishi kabi jarayonlar o‘rtasidagi mutanosiblik ekosistemaning barqarorligini ta’minlaydi. Ekosistemaning barqarorligi ularning o‘z tarkibi, strukturasi, funksiyalarining doimiyligini saqlasa-da, hatto ba’zi jihatlariga ziyon yetganda ham qaytadan tiklanishi kabi xususiyatlarida namoyon bo‘ladi.

Biosferaning barqarorligi tirik moddalar – turlarning xilma-xilligi, tirik organizmlarning hayotiy faolligi, ekosistema tarkibiy qismlarining bir vakili ikkinchisining o‘rnini to‘ldira olishi bilan ham belgilanadi.

Barqarorlik mexanizmlari: quyosh va o‘simlik

Biosferaning barqarorligini ta’minlovchi mexanizmlar. Biosferaning barqarorligi va yaxlitligini ta’minlovchi moddalarning biologik davriy aylanishi butun Yer shari jami biomassasining hayotiy faoliyati bilan bog‘liq. Quyosh energiyasi va yashil o‘simliklardagi xlorofill moddasi Yerda hayot mavjudligi hamda biologik davriy aylanishning asosi hisoblanadi. Quyosh energiyasi oqimi va tirik organizmlarning hayot faoliyati elementlarning davriy aylanishini harakatlantiruvchi kuch bo‘lib xizmat qiladi. Yashil o‘simliklarda sodir bo‘ladigan fotosintez jarayoni, o‘simliklarning ildiz tizimi orqali o‘zlashtiriladigan kimyoviy elementlarning organik moddalar sintezlanishida ishtirok etishi natijasida biogen elementlar to‘planadi va qayta taqsimlanadi.

Mahsulot zanjiri va parchalanish

Yashil o‘simliklar tashqi muhitdan karbonat angidrid, suv, mineral tuzlarni o‘zlashtirib, quyosh nuri ta’siri va xlorofill ishtirokida geterotrof organizmlar uchun zarur bo‘lgan birlamchi mahsulot – organik birikmalarni sintezlaydi. Hayvonlar fotosintez jarayonida hosil bo‘lgan organik birikmalar hisobiga oziqlanadi va hazm qilish jarayonida o‘simliklarning birlamchi mahsulotini ikkilamchi mahsulotga aylantiradi. Nafas olish jarayoni uchun zarur kisloroddan foydalanib, tashqi muhitga karbonat angidrid va hazm bo‘lmagan moddalarni ajratadi.

O‘simlik va hayvonlar hayoti tugagach, nobud bo‘ladi va organik qoldiqlar (detrit) hosil qiladi. Organik qoldiqlar zamburug‘lar va bakteriyalar tomonidan o‘zlashtiriladi. Bakteriya va zamburug‘lar o‘simliklar hosil qilgan birlamchi va hayvonlar hosil qilgan ikkilamchi mahsulotlarini mineral moddalargacha parchalaydi. Ularning bu faoliyatida biosferaga karbonat angidrid gazi ham ajraladi. Organik moddalar esa dastlabki anorganik moddalarga – biogenlarga aylanadi. Shunday qilib, hosil bo‘lgan anorganik moddalar tuproq va suvda to‘planib, fotosintez jarayonida takroran foydalaniladi. Bu jarayon biosferada to‘xtovsiz davom etadi va biosferaning barqarorligini ta’minlaydi.

Bilimingizni sinang