U kojoj je zoni okeana fotosinteza nemoguća. Cijanobakterije su sposobne da "skrate" proces fotosinteze. Prijetnje morskom životu

Charles

Zašto su okeani "niske produktivnosti" u smislu fotosinteze?

80% svetske fotosinteze događa se u okeanu. Uprkos tome, i okeani to imaju niska produktivnost - pokrivaju 75% zemljana površinaali od 170 milijardi tona suhe mase zabilježene godišnje fotosintezom, proizvedu samo 55 milijardi tona. Proturječe li ove dvije činjenice s kojima sam se posebno susreo? Ako okeani fiksiraju 80% od ukupnog broja K O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e C O X K O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e K O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e 2 K O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e C O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e C C O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e O C O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e X K O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e 2 je fiksiran fotosintezom na zemlji i oslobađa 80% od ukupnog broja O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e O X O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e 2 O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e O O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e X O X 2 "role \u003d" prezentacija "style \u003d" position: relative; "\u003e 2 Objavljeni kao rezultat fotosinteze na Zemlji, oni bi takođe trebali činiti 80% suve mase. Postoji li način da se ove činjenice pomire? Svejedno, ako se 80% fotosinteze odvija u okeanima, to se teško čini niska produktivnost - zašto se onda kaže da okeani imaju nisku primarnu produktivnost (za to su također navedeni mnogi razlozi - da svjetlost nije dostupna na svim dubinama okeana, itd.)? Više fotosinteze trebalo bi značiti veću produktivnost!

C_Z_

Bilo bi korisno ako istaknete gdje ste pronašli ove dvije statistike (80% svjetske produktivnosti dolazi iz okeana, a okeani proizvode 55/170 miliona tona suve mase)

Odgovori

čokolada

Prvo, moramo znati koji su najvažniji kriteriji za fotosintezu; to su: svjetlost, CO 2, voda, hranjive tvari. docenti.unicam.it/tmp/2619.ppt Drugo, produktivnost o kojoj govorite trebala bi se nazvati "primarna produktivnost" i izračunava se dijeljenjem količine pretvorenog ugljika po jedinici površine (m2) s vremenom. ww2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc

Dakle, zbog činjenice da okeani zauzimaju veliko područje svijeta, morski mikroorganizmi mogu pretvoriti velike količine neorganskog ugljenika u organski (princip fotosinteze). Veliki problem u oceanima je dostupnost hranjivih sastojaka; imaju tendenciju taloženja ili reagiranja s vodom ili drugim hemijskim spojevima, iako se morski fotosintetski organizmi uglavnom nalaze na površini, gdje je naravno prisutna svjetlost. To smanjuje kao posljedicu potencijal fotosintetske produktivnosti okeana.

WYSIWYG ♦

MTGradwell

Ako oceani zahvate 80% ukupnog CO2CO2 zabilježenog fotosintezom na kopnu i oslobode 80% ukupnog O2O2 oslobođenog fotosintezom na kopnu, oni bi također trebali činiti 80% rezultirajuće suve težine.

Prvo, šta se podrazumijeva pod "O 2 pušten"? Znači li to da se "O 2 ispušta iz okeana u atmosferu, gdje pospješuje rast viška"? To ne može biti, jer je količina O 2 u atmosferi prilično konstantna, a postoje dokazi da je znatno niža nego u doba Jure. Generalno, globalni O2 umivaonici moraju uravnotežiti izvore O2 ili, ako ih nešto mora malo premašiti, uzrokujući da se trenutni nivoi CO2 u atmosferi postepeno povećavaju na štetu nivoa O2.

Dakle, pod "oslobođenim" mislimo na "oslobođenim tokom fotosinteze u trenutku njegovog delovanja".

Okeani hvataju 80% ukupnog CO 2 povezanog sa fotosintezom, da, ali ga i razgrađuju istom brzinom. Za svaku ćeliju algi koja je fotosintetska postoji jedna koja je mrtva ili umire i koju je konzumiraju bakterije (koje konzumiraju O2) ili ona sama troši kisik da bi održavala svoje metaboličke procese noću. Dakle, neto količina O 2 koju ispuštaju okeani je blizu nule.

Sada moramo pitati što u ovom kontekstu podrazumijevamo pod "izvedbom". Ako je molekula CO 2 fiksirana zbog aktivnosti algi, ali zatim gotovo odmah ponovo postane fiksirana, smatra li se to "produktivnošću"? Ali, trepnite i propustit ćete! Čak i ako ne trepnete, malo je vjerojatno da će biti mjerljivo. Suha težina algi na kraju postupka ista je kao i na početku. stoga, ako definiramo „produktivnost“ kao „povećanje suhe mase algi“, tada će produktivnost biti nula.

Da bi fotosinteza algi imala trajni utjecaj na globalne nivoe CO 2 ili O 2, fiksni CO 2 mora se ugraditi u nešto manje brzo od algi. Nešto poput bakalara ili oslića, koji se kao bonus mogu prikupiti i staviti na stolove. „Produktivnost“ se obično odnosi na sposobnost okeana da obnove te stvari nakon žetve, a to je zaista malo u poređenju sa sposobnošću zemlje da daje ponovne usjeve.

Druga bi priča bila kada bismo alge promatrali kao potencijalno pogodne za masovnu berbu, tako da se njihova sposobnost da rastu poput požara u prisustvu oticanja gnojiva sa zemlje smatra "produktivnošću", a ne dubokom neugodnošću. Ali to nije slučaj.

Drugim riječima, skloni smo definirati "produktivnost" u smislu onoga što je dobro za nas kao vrstu, a alge su uglavnom beskorisne.

Temperatura Svjetskog okeana značajno utječe na njegovu biološku raznolikost. To znači da ljudske aktivnosti mogu promijeniti globalnu raspodjelu života u vodi, što se, očigledno, već događa s fitoplanktonom, čiji broj u prosjeku opada za 1% godišnje.

Okeanski fitoplanktoni - jednoćelijske mikroalge - čine okosnicu gotovo svih prehrambenih mreža i ekosistema u okeanu. Polovinu sve fotosinteze na Zemlji čini fitoplanktoni. Njegovo stanje utječe na količinu ugljičnog dioksida koju ocean može apsorbirati, broj riba i na kraju dobrobit miliona ljudi.

Pojam "Biološka raznolikost" znači varijabilnost živih organizama iz svih izvora, uključujući, ali ne ograničavajući se na, kopnene, morske i druge vodene ekosustave i ekološke komplekse čiji su dio; ovaj koncept uključuje raznolikost unutar vrste, između vrsta i raznolikost ekosistema.

Ovo je definicija ovog pojma u Konvenciji o biološkoj raznolikosti. Ciljevi ovog dokumenta su očuvanje biološke raznolikosti, održiva upotreba njegovih komponenata i pravična i nepristrana podjela koristi koje proizlaze iz upotrebe genetskih resursa.

U prošlosti je bilo mnogo studija biološke raznolikosti zemljišta. Ljudsko znanje o distribuciji morske faune je značajno ograničeno.

Ali studija nazvana Census život marinca"(Popis morskog života, o kojem je Gazeta.Ru više puta pisala), koji je trajao desetljeće, promijenio je situaciju. Čovjek je počeo znati više o okeanu. Njeni autori objedinili su znanje o globalnim trendovima biološke raznolikosti u glavnim skupinama morskog života, uključujući koralje, ribe, kitove, tuljane, ajkule, mangrove, alge i zooplanktone.

"Iako smo sve više svjesni gradijenata globalne raznolikosti i povezanih faktora okoliša, naše znanje o tome kako ovi modeli rade u okeanu daleko zaostaje za onim što znamo o kopnu, a ovo istraživanje provedeno je kako bi se riješilo ovo neslaganje."- objasnio je Walter Jetz sa Sveučilišta Yale svrhu rada.

Na osnovu dobivenih podataka, znanstvenici su uporedili i analizirali globalne strukture biološke raznolikosti više od 11 tisuća morskih biljnih i životinjskih vrsta, od sićušnog planktona do morskih pasa i kitova.

Istraživači su otkrili zapanjujuću sličnost između obrazaca distribucije životinjskih vrsta i temperature vode u okeanu.

Ovi rezultati znače da bi buduće promjene temperature okeana mogle značajno utjecati na raspodjelu morskog života.

Pored toga, naučnici su otkrili da je mjesto „žarišta“ u raznolikosti morskog života (područja u kojima je velik broj rijetke vrsteprijeti izumiranjem: takve su "točke", na primjer, koraljni grebeni) uglavnom u područjima gdje visoki nivo izloženost ljudi. Primjeri takvih utjecaja su ribolov, prilagođavanje okoliša našim potrebama, antropogene klimatske promjene i zagađenje okoliša. Vjerovatno bi čovječanstvo trebalo razmisliti o tome kako se ova aktivnost uklapa u okvir Konvencije o biološkoj raznolikosti.

"Kumulativni učinak ljudskih aktivnosti ugrožava raznolikost života u okeanima"- kaže Camilo Mora sa Univerziteta Delhousie, jedan od autora djela.

Uz ovo djelo, Nature je objavio još jedan članak o problemima morske biološke raznolikosti na Zemlji. U njemu kanadski naučnici govore o trenutnoj kolosalnoj stopi opadanja biomase fitoplanktona u poslednjih godina... Koristeći arhivske podatke zajedno sa najnovijim satelitskim opažanjima, istraživači su to otkrili kao rezultat otopljavanja okeana, količina fitoplanktona smanjuje se za 1% godišnje.

Fitoplanktoni imaju jednak omjer veličine i obilja kao i sisari

Fitoplankton je dio planktona koji vrši fotosintezu, prvenstveno protokokalne alge, dijatomeji i cijanobakterije. Fitoplankton je od vitalnog značaja, jer na njega otpada oko polovine proizvodnje sve organske materije na Zemlji i većine kisika u našoj atmosferi. Pored značajnog smanjenja kiseonika u Zemljinoj atmosferi, što je još uvijek dugoročna stvar, smanjenje broja fitoplanktona prijeti i promjenama u morskim ekosustavima, što će sigurno utjecati na ribarstvo.

Proučavajući uzorke morskog fitoplanktona, ispostavilo se da što je veća veličina ćelije određene vrste algi, to je manji njihov broj. Iznenađujuće, ovo smanjenje broja događa se proporcionalno ćelijskoj masi do snage –0,75 - potpuno isti kvantitativni odnos ovih vrednosti prethodno je opisan za kopnene sisare. To znači da se "pravilo energetske ekvivalencije" odnosi i na fitoplanktone.

Fitoplankton je neravnomjerno raspoređen po okeanu. Njegova količina ovisi o temperaturi vode, svjetlosti i količini hranjivih sastojaka. Prohladne godine umjerenih i polarnih područja pogodnije su za razvoj fitoplanktona nego tople tropske vode. U tropskom pojasu otvorenog okeana fitoplanktoni se aktivno razvijaju samo tamo gdje prolaze hladne struje. U Atlantiku se fitoplanktoni aktivno razvijaju na području Zelenortskih ostrva (nedaleko od Afrike), gdje hladna Kanarska struja čini ciklus.

U tropskim krajevima količina fitoplanktona je ista tokom cijele godine, dok u visokim geografskim širinama postoji obilno razmnožavanje dijatomeja u proljeće i jesen i snažan pad zimi. Najveća masa fitoplanktona koncentrirana je u dobro osvijetljenim površinskim vodama (do 50 m). Dublje od 100 m, gdje sunčeva svjetlost ne prodire, fitoplanktona gotovo da nema, jer je tamo fotosinteza nemoguća.

Azot i fosfor su glavne hranljive materije potrebne za razvoj fitoplanktona. Koncentrirani su ispod 100 m, u području nedostupnom fitoplanktonu. Ako se voda dobro miješa, azot i fosfor se redovito dostavljaju na površinu, hraneći fitoplanktone. Tople vode su lakše od hladnih i ne tonu u dubinu - ne dolazi do miješanja. Zbog toga se u tropskim predjelima azot i fosfor ne isporučuju na površinu, a oskudica hranjivih sastojaka sprečava razvoj fitoplanktona.

U polarnim predjelima površinske vode se hlade i tonu do dubine. Duboke struje nose hladne vode do ekvatora. Udarivši se u podvodne grebene, duboke vode izdižu se na površinu i sa sobom nose minerale. U takvim područjima fitoplanktoni su mnogo veći. AT tropske zone otvoreni okean, preko dubokovodnih ravnica (sjevernoamerički i brazilski slivovi), gdje nema porasta vode, ima vrlo malo fitoplanktona. Ta su područja okeanske pustinje, čak ih i velike migratorne životinje poput kitova ili jedrilica zaobilaze.

Trichodesmium morski fitoplankton je najvažniji fiksator dušika u tropskim i suptropskim regijama Svjetskog okeana. Ovi sićušni fotosintetski organizmi koriste sunčevu svjetlost, ugljični dioksid i druge hranjive sastojke za sintezu organske materije koja čini osnovu morske piramide u hrani. Azot koji ulazi u gornje osvijetljene slojeve okeana iz dubokih slojeva vodenog stupca i iz atmosfere služi kao neophodno punjenje planktona.

Od površine do samog dna, okean ključa životom raznih životinja i biljaka. Baš kao i na kopnu, ovdje gotovo cijeli život ovisi o biljkama. Glavna hrana su milijarde mikroskopskih biljaka nazvanih fitoplanktoni, koje nose struje. Koristeći sunčeve zrake, oni stvaraju vlastitu hranu od mora, ugljen-dioksida i minerala. Tokom ovog procesa, tzv fotosinteza, fitoplanktoni proizvode 70% atmosferskog kiseonika. Fitoplankton se sastoji uglavnom od malih biljaka koje se nazivaju dijatomeji. U šalici morska voda može ih biti do 50 hiljada. Fitoplanktoni mogu živjeti samo u blizini površina na kojima ima dovoljno svjetlosti za fotosintezu. Drugi dio planktona - zooplanktona ne sudjeluje u fotosintezi i stoga može živjeti dublje. Zooplanktoni su malene životinje. Hrane se fitoplanktonom ili jedu jedni druge. Zooplankton uključuje maloljetničke ličinke rakova, škampa, meduza i riba. Većina njih uopće ne izgledaju kao odrasli. Obje vrste planktona služe kao hrana za ribe i druge životinje, od malih meduza do ogromnih kitova i morskih pasa. Količina planktona varira od mjesta do mjesta i od sezone do sezone. Većina planktona nalazi se na kontinentalnom pojasu i na polovima. Krill su vrsta zooplanktona. Najviše krila ima u Južnom oceanu. Plankton takođe živi u slatkim vodama. Ako možete, pregledajte pod mikroskopom kap vode iz ribnjaka ili rijeke ili kap morske vode

Prehrambeni lanci i piramide

Životinje jedu biljke ili druge životinje i same služe kao hrana drugim vrstama. Više od 90% stanovnika mora završava život u tuđim stomacima. Čitav život u okeanu je tako povezan u ogroman lanac ishrane, počevši od fitoplanktona. Za hranjenje jedne velike životinje potrebno vam je mnogo malih, tako da uvijek ima manje velikih životinja nego malih. Ovo se može prikazati kao prehrambena piramida. Da bi povećala svoju masu za 1 kg, tuna treba pojesti 10 kg skuše. Za dobivanje 10 kg skuše potrebno je 100 kg mlade haringe. Za 100 kg mlade haringe potrebno je 1000 kg zooplanktona. Za hranjenje 1.000 kg zooplanktona potrebno vam je 10.000 kg fitoplanktona.

Podna okeana

Debljina okeana može se podijeliti u slojeve ili zone, prema količini svjetlosti i toplote koja prodire s površine (vidi također članak „“). Što je zona dublja, to je hladnija i tamnija. Sve biljke i većina životinja nalaze se u gornje dvije zone. Sunčano područje daje život svim biljkama i širokom spektru životinja. Samo malo svjetlosti s površine ulazi u zonu sumraka. Ovdje su najveći stanovnici riba, lignje i hobotnica. U tamnoj zoni oko 4 stepena Celzijusa. Životinje se ovdje uglavnom hrane „kišom“ iz mrtvog planktona, koja pada s površine. U ponoru je potpuno mračno i ledeno hladno. Nekoliko životinja koje tamo žive žive pod stalnim visokim pritiskom. Životinje se nalaze i u okeanskim depresijama, na dubinama većim od 6 km od površine. Hrane se onim što dolazi odozgo. Oko 60% dubokomorskih riba ima vlastiti sjaj kako bi pronašli hranu, otkrili neprijatelje i poslali signale rođacima.

koraljnih grebena

Koraljni grebeni nalaze se u plitkim vodama u toplim, bistrim tropskim vodama. Oni se sastoje od kostura malih životinja tzv koraljni polipi... Kada stari polipi umru, novi počinju rasti na njihovim kosturima. Najstariji grebeni počeli su rasti prije mnogo hiljada godina. Jedna od vrsta koraljnih grebena je prsten ili potkovica. Formiranje atola prikazano je u nastavku. Koraljni grebeni počeli su rasti oko vulkanskog ostrva. Nakon što je vulkan izumro, ostrvo je počelo tonuti na dno. Greben nastavlja rasti kako ostrvo tone. U sredini grebena formira se laguna (plitko slano jezero). Kad je ostrvo u potpunosti potonulo, koraljni greben formirao je atol - prsten s grebenom u sredini s lagunom. Koraljni grebeni su u životu raznolikiji od ostalih dijelova okeana. Tamo se nalazi trećina svih vrsta okeanskih riba. Najveći je Veliki koralni greben na istočnoj obali Australije. Prostire se na 2027 km i ugošćuje 3000 vrsta

Biosfera (od grčkog "bios" - život, "sfera" - lopta) kao nosač života nastala je pojavom živih bića kao rezultat evolucijskog razvoja planete. Biosfera znači dio Zemljine ljuske naseljen živim organizmima. Doktrinu biosfere stvorio je akademik Vladimir Ivanovič Vernadski (1863-1945). VI Vernadsky je utemeljitelj teorije biosfere i metode za određivanje starosti Zemlje po poluživotu radioaktivnih elemenata. Prvo je otkrio ogromnu ulogu biljaka, životinja i mikroorganizama u kretanju hemijskih elemenata zemljine kore.

Biosfera ima određene granice. Gornja granica biosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 15-20 km od Zemljine površine. Odvija se u stratosferi. Glavnina živih organizama nalazi se u donjoj zračnoj ovojnici - troposferi. Najniži dio troposfere (50-70 m) je najnaseljeniji.

Donja granica života prolazi duž litosfere na dubini od 2-3 km. Život je koncentriran uglavnom u gornjem dijelu litosfere - u tlu i na njegovoj površini. Vodena ljuska planete (hidrosfera) zauzima do 71% Zemljine površine.

Ako uporedimo veličinu svih geosfera, možemo reći da je litosfera najveća po masi, atmosfera najmanja. Biomasa živih bića je mala u odnosu na veličinu geosfera (0,01%). AT različitih dijelova biosfera, gustina života nije ista. Najveći broj organizmi se nalaze na površini litosfere i hidrosfere. Sadržaj biomase takođe se razlikuje u zavisnosti od zone. Tropske šume imaju najveću gustinu, dok je led na arktičkim i visokoplaninskim područjima beznačajan.

Biomasa. Organizmi koji čine biomasu imaju ogromnu sposobnost razmnožavanja i širenja širom planete (vidi odjeljak "Borba za postojanje"). Uslovi razmnožavanja gustina života. Ovisi o veličini organizama i površini potrebnoj za život. Gustina života stvara borbu organizama za područje, hranu, zrak, vodu. Tokom prirodna selekcija i fitnes, veliki broj organizama s najvećom gustinom života koncentriran je na jednom području.

Suši biomasa.

Na kopnu Zemlje, počev od polova do ekvatora, biomasa se postepeno povećava. Najveća koncentracija i raznolikost biljaka javlja se u vlažnim prašume... Broj i raznolikost životinjskih vrsta ovisi o biljnoj masi i također se povećava prema ekvatoru. Prehranjujući se lanci ishrane čine složenu mrežu prenosa hemijskih elemenata i energije. Vodi se žestoka borba između organizama za posjedovanje prostora, hrane, svjetlosti, kiseonika.

Biomasa tla. Kao životna sredina, tlo ima niz specifičnih karakteristika: velika gustina, mala amplituda kolebanja temperature; neproziran je, siromašan kisikom i sadrži vodu u kojoj su otopljene mineralne soli.

Stanovnici tla predstavljaju neku vrstu biocenotskog kompleksa. U tlu ima mnogo bakterija (do 500 t / ha) koje razlažu organsku tvar gljivica, zelene i plavozelene alge žive u površinskim slojevima, obogaćujući tlo kiseonikom tokom fotosinteze. Sloj tla prožet je korijenjem viših biljaka, bogatih praživotinjama - amebama, bičevima, cilijama. Charles Darwin skrenuo je pažnju na ulogu glista koje rahle tlo, progutaju ga i zasićuju želučanim sokom. Pored toga, u tlu žive mravi, krpelji, krtice, svizci, vjeverice i druge životinje. Svi stanovnici tla puno rade na stvaranju tla, sudjeluju u stvaranju plodnosti tla. Mnogi organizmi tla učestvuju u općem kruženju tvari u biosferi.

Biomasa Svjetskog okeana.

Zemljina hidrosfera ili Svjetski okean zauzima više od 2/3 površine planete. Voda ima posebna svojstva koja su važna za život organizama. Njegov veliki toplotni kapacitet čini temperaturu okeana i mora ujednačenijom, ublažavajući ekstremne temperaturne promjene zimi i ljeti. Fizička svojstva i hemijski sastav okeanskih voda vrlo su stalni i stvaraju životnu sredinu povoljnu. Okean čini oko 1/3 fotosinteze koja se odvija na čitavoj planeti.

Jednoćelijske alge i sitne životinje suspendovane u vodi tvore plankton. Plankton je od primarne važnosti u ishrani okeanske faune.

U okeanu, pored planktona i životinja koje slobodno plivaju, na dnu se nalaze i mnogi organizmi koji pužu po njemu. Donji stanovnici zovu se bentos.

U okeanima je živa biomasa 1000 puta manja nego na kopnu. U svim dijelovima okeana postoje mikroorganizmi koji se razgrađuju organska materija na mineral.

Kruženje supstanci i pretvaranje energije u biosferi. Biljni i životinjski organizmi, budući da su u međusobnoj vezi s anorganskom okolinom, uključeni su u kontinuiranu cirkulaciju supstanci i energije u prirodi.

Ugljenik se prirodno nalazi u stijenama u obliku krečnjaka i mermera. Većina ugljika nalazi se u atmosferi kao ugljen-dioksid. Iz zraka, zelene biljke apsorbiraju ugljen-dioksid tokom fotosinteze. Ugljik je uključen u ciklus zbog aktivnosti bakterija koje uništavaju mrtve ostatke biljaka i životinja.

Kada se biljke i životinje raspadaju, azot se oslobađa u obliku amonijaka. Nitrofirajuće bakterije pretvaraju amonijak u soli azota i azotne kiseline, koje biljke apsorbuju. Pored toga, neke bakterije koje fiksiraju azot sposobne su asimilirati atmosferski dušik.

Stijene sadrže velike rezerve fosfora. Kada se unište, ove stijene predaju fosfor zemaljskim ekološkim sistemima, ali neki od fosfata sudjeluju u vodenom ciklusu i odnose se u more. Fosfati tonu na dno zajedno sa mrtvim ostacima. Neki od njih se koriste, dok se drugi gube u dubokim sedimentima. Dakle, postoji razlika između potrošnje fosfora i njegovog povratka u ciklus.

Kao rezultat cirkulacije supstanci u biosferi, postoji kontinuirana biogena migracija elemenata. Neophodno za život biljaka i životinja hemijski elementi prelaze iz okoline u organizam. Kada se organizmi razgrade, ti se elementi vraćaju u okolinu, odakle ponovo ulaze u organizam.

Biogena migracija elemenata uključuje razni organizmi, uključujući i osobu.

Uloga čovjeka u biosferi. Čovjek - dio biomase biosfere - dugo je bio direktno ovisan o okolna priroda... Razvojem mozga i sama osoba postaje moćan faktor u daljoj evoluciji na Zemlji. Čovjekovo savladavanje različitih oblika energije - mehaničke, električne i atomske - doprinijelo je značajnoj promjeni u zemljinoj kori i biogenim migracijama atoma. Uz blagodati, ljudska intervencija u prirodi često joj šteti. Ljudske aktivnosti često dovode do poremećaja prirodni obrasci... Poremećaji i promjene biosfere izazivaju veliku zabrinutost. S tim u vezi, 1971. godine, UNESCO (Organizacija Ujedinjenih nacija za obrazovanje, nauku i kulturu), koja takođe uključuje SSSR, usvojio je Međunarodni biološki program (IBP) „Čovek i biosfera“, koji proučava promene u biosferi i njenim resursima pod izloženost ljudi.

Član 18. Ustava SSSR-a kaže: „U interesu sadašnje i budućih generacija u SSSR-u, preduzimaju se potrebne mere za zaštitu i naučno utemeljeno, racionalno korišćenje zemljišta i njegovih podzemlja, vodni resursi, flore i faune, kako bi zrak i voda bili čisti, osigurali reprodukciju prirodnih resursa i poboljšali okoliš oko čovjeka. "

Citološki zadaci su nekoliko vrsta.

1. U temi "Hemijska organizacija ćelije" rješavaju probleme izgradnje druge spirale DNK; određivanje postotka svakog nukleotida, itd., na primjer, zadatak br. 1. Na mjestu jednog lanca DNA nalaze se nukleotidi: T - C - T-A - G - T - A - A - T. Odredite: 1) strukturu drugog lanca, 2) procenat svakog nukleotida u datom segmentu.

Rješenje: 1) Struktura drugog lanca određuje se prema principu komplementarnosti. Odgovor: A - G - A - T - C - A - T - T - A.

2) U dva lanca datog segmenta DNK nalazi se 18 nukleotida (100%). Odgovor: A \u003d 7 nukleotida (38,9%) T \u003d 7 - (38,9%); G \u003d 2 - (11,1%) i C \u003d 2 - (11,1%).

II. U temi "Metabolizam i pretvorba energije u ćeliji" rješavaju problem određivanja primarne strukture proteina pomoću DNK koda; genska struktura prema primarnoj strukturi proteina, na primjer, zadatak br. 2. Odrediti primarnu strukturu sintetiziranog proteina ako su nukleotidi smješteni u slijedu na mjestu jednog lanca DNA: GATACAATGGTTCGT.

1. Bez prekida sekvence, grupirajte nukleotide u trojke: GAT - ACA - ATG - GTT - CGT.
2. Izgradite komplementarni lanac i-RNA: CUA - UGU - UAC - CAA - GC A.

RJEŠENJE PROBLEMA

3. Prema tablici genetskog koda, odredite aminokiseline kodirane ovim trojkama. Odgovor: lei-cis-tir-glun-ala. Slične vrste problema rješavaju se slično na osnovu odgovarajućih obrazaca i slijeda procesa koji se odvijaju u ćeliji.

Genetski problemi riješeni su u temi "Osnovni zakoni nasljeđa". To su zadaci za monohibridno, dihibridno križanje i druge zakone nasljedstva, na primjer, problem br. 3. Kada su crni kunići bili ukršteni među sobom, potomci su rodili 3 crna kunića i 1 bijelog. Utvrditi genotipove roditelja i potomaka.

1. Vođeni zakonom obilježja cijepanja, odredite gene koji određuju manifestaciju dominantnih i recesivnih svojstava u ovom ukrštanju. Crno odijelo-A, bijelo - a;
2. Odredite genotipove roditelja (davanje potomstva koje se cijepa u omjeru 3: 1). Odgovor: Aa.
3. Koristeći hipotezu o čistoći spolnih stanica i mehanizmu mejoze, napišite shemu ukrštanja i odredite genotipove potomstva.

Odgovor: genotip bijelog zeca je aa, genotipovi crnih kunića su 1 AA, 2Aa.

U istom slijedu, koristeći odgovarajuće zakone, rješavaju se i drugi genetski problemi.

Fotosinteza je u središtu čitavog života na našoj planeti. Ovaj proces, koji se javlja u kopnenim biljkama, algama i mnogim vrstama bakterija, određuje postojanje gotovo svih oblika života na Zemlji, pretvarajući struje sunčeve svjetlosti u energiju hemijskih veza, koja se zatim korak po korak prenosi na vrh brojnih prehrambenih lanaca.

Najvjerojatnije je isti postupak svojedobno označio početak naglog povećanja parcijalnog pritiska kisika u Zemljinoj atmosferi i smanjenja udjela ugljičnog dioksida, što je na kraju dovelo do procvata brojnih složenih organizama. A do sada, prema mnogim naučnicima, samo je fotosinteza u stanju da zaustavi nagli nagon CO 2 koji se emitira u zrak kao rezultat svakodnevnog sagorijevanja miliona tona od strane ljudi. različite vrste ugljikovodično gorivo.

Novo otkriće američkih naučnika nameće novi pogled na proces fotosinteze

Tokom „normalne“ fotosinteze, ovaj vitalni gas nastaje kao „nusproizvod“. U normalnim uvjetima, fotosintetske tvornice potrebne su za vezanje CO 2 i proizvodnju ugljikohidrata, koji kasnije djeluju kao izvor energije u mnogim unutarćelijskim procesima. Svjetlosna energija u tim "tvornicama" ide na razgradnju molekula vode, tijekom koje se oslobađaju elektroni neophodni za fiksiranje ugljičnog dioksida i ugljenih hidrata. Ovim raspadanjem se oslobađa i kisik O 2.

U novootkrivenom procesu, samo mali dio elektrona oslobođenih tokom razgradnje vode koristi se za asimilaciju ugljen-dioksida. Njihov lavovski udio u obrnutom procesu ide na stvaranje molekula vode iz "svježe oslobođenog" kisika. Istovremeno, energija pretvorena tokom novootkrivenog procesa fotosinteze ne skladišti se u obliku ugljikohidrata, već direktno odlazi vitalnim unutarćelijskim potrošačima energije. Međutim, detaljan mehanizam takvog postupka još uvijek je misterija.

Izvana se može činiti da je takva modifikacija fotosintetskog gubitka vremena i energije Sunca. Teško je povjerovati da u živoj prirodi, gdje je milijardama godina evolucijskog pokušaja i pogrešaka svaka sitnica uređena izuzetno efikasno, može postojati proces s tako niskom efikasnošću.

Ipak, ova vam opcija omogućava zaštitu složenog i krhkog aparata fotosinteze od prekomjernog izlaganja sunčevoj svjetlosti.

Činjenica je da se proces fotosinteze u bakterijama ne može jednostavno zaustaviti u nedostatku potrebnih sastojaka okoliš... Sve dok su mikroorganizmi izloženi sunčevom zračenju, prisiljeni su energiju svjetlosti pretvoriti u energiju hemijskih veza. U nedostatku potrebnih komponenti, fotosinteza može dovesti do stvaranja slobodnih radikala koji su štetni za cijelu ćeliju, pa stoga cijanobakterije jednostavno ne mogu bez rezervne opcije za pretvaranje energije fotona iz vode u vodu.

Ovaj efekat smanjenog nivoa konverzije CO 2 u ugljene hidrate i smanjenog oslobađanja molekularnog kisika već je uočen u nizu nedavnih radova u prirodnim uslovima Atlantskog i Tihog okeana. Kako se ispostavilo, smanjen sadržaj hranjivih sastojaka i jona gvožđa uočava se u gotovo polovini njihovih vodenih područja. Dakle,

otprilike polovina energije sunčeve svjetlosti koju potroše stanovnici ovih voda pretvara se zaobilazeći uobičajeni mehanizam za apsorpciju ugljen-dioksida i oslobađanje kiseonika.

To znači da je doprinos morskih autotrofa procesu apsorpcije CO 2 prethodno bio značajno precijenjen.

Kao jedan od stručnjaka u Odjelu za svjetsku ekologiju na Carnegie institutu nazvanom Joe Bury, novo otkriće će značajno promijeniti naše razumijevanje procesa obrade sunčeve energije u ćelijama morskih mikroorganizama. Prema njegovim riječima, znanstvenici tek trebaju otkriti mehanizam novog procesa, ali čak i sada će nas njegovo postojanje natjerati da drugačije gledamo na moderne procjene razmjera fotosintetske apsorpcije CO 2 u svjetskim vodama.