U kojoj zoni oceana fotosinteza je nemoguća. Cijanobakterije su u stanju "skratiti" proces fotosinteze. Prijetnje morskom životu

Charles

Zašto su oceani "niske produktivnosti" u smislu fotosinteze?

80% svjetske fotosinteze odvija se u oceanu. Unatoč tome, oceani također imaju niska produktivnost- pokrivaju 75% zemljana površina ali od 170 milijardi tona suhe težine godišnje zabilježene fotosintezom, oni daju samo 55 milijardi tona. Nisu li u suprotnosti ove dvije činjenice s kojima sam se susreo zasebno? Ako oceani poprave 80% ukupnog C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> C O x C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> 2 C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> C C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> O C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> X C O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> 2 fiksira se fotosintezom na tlu i oslobađa 80% ukupne količine O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> O x O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> 2 O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> O O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> X O X 2 "uloga =" prezentacija "stil =" pozicija: relativna; "> 2 Oslobođeni kao rezultat fotosinteze na Zemlji, također bi trebali činiti 80% suhe težine. Postoji li način da se te činjenice pomire? U svakom slučaju, čini se da se 80% fotosinteze odvija u oceanima nisko produktivnost - zašto se onda kaže da oceani imaju nisku primarnu produktivnost (za to se također navodi mnogo razloga - da svjetlost nije dostupna na svim dubinama u oceanima, itd.)? Više fotosinteze trebalo bi značiti veću produktivnost!

C_Z_

Bit će korisno ako naznačite gdje ste pronašli ove dvije statistike (80% svjetske produktivnosti dolazi iz oceana, a oceani proizvode 55/170 milijuna tona suhe težine)

Odgovori

čokoladni

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 zvati "primarna produktivnost" i izračunava se dijeljenjem količine ugljika pretvorenog po jedinici površine (m2) s vremenom. ww2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc

Dakle, zbog činjenice da oceani zauzimaju veliko područje svijeta, morski mikroorganizmi se mogu pretvoriti veliki broj anorganski ugljik u organski (načelo fotosinteze). Veliki problem u oceanima je dostupnost hranjivih tvari; oni se obično talože ili reagiraju s vodom ili drugim kemijskim spojevima, iako se morski fotosintetski organizmi uglavnom nalaze na površini, gdje je, naravno, prisutna svjetlost. Kao posljedica toga, to smanjuje potencijal fotosintetske produktivnosti oceana.

WYSIWYG ♦

MTGradwell

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

Prvo, što znači "O 2 oslobođen"? Znači li to da se "O2 oslobađa iz oceana u atmosferu, gdje potiče višak rasta"? To ne može biti, budući da je količina O 2 u atmosferi prilično konstantna i postoje dokazi da je znatno niža nego u doba jure. Općenito, globalni ponori O 2 moraju uravnotežiti izvore O 2 ili, ako ih nešto mora malo premašiti, uzrokujući postupno povećanje trenutne razine CO2 u atmosferi na račun razine O 2 .

Dakle, pod "oslobođenim" podrazumijevamo "oslobođeno u procesu fotosinteze u trenutku njegovog djelovanja".

Oceani zahvaćaju 80% ukupnog CO 2 povezanog s fotosintezom, da, ali ga također razgrađuju istom brzinom. Za svaku fotosintetsku stanicu alge postoji ona koja je mrtva ili umire i konzumiraju je bakterije (koje troše O 2), ili sama troši kisik kako bi podržala svoje metaboličke procese noću. Stoga je neto količina O 2 koju emitiraju oceani blizu nule.

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

Da bi fotosinteza algi imala trajan utjecaj na globalne razine CO 2 ili O 2, fiksni CO 2 mora biti ugrađen u nešto manje brzo od algi. Nešto poput bakalara ili oslića, što se može skupiti i staviti na stolove kao bonus. "Produktivnost" se obično odnosi na sposobnost oceana da nadoknade te stvari nakon žetve, a to je stvarno malo u usporedbi sa sposobnošću zemlje da proizvodi ponovne usjeve.

Druga bi priča bila kada bismo alge promatrali kao potencijalno prikladne za masovnu žetvu, tako da se njihova sposobnost rasta poput šumskog požara u prisutnosti otjecanja gnojiva iz zemlje smatrala "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 općenito beskorisne.

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

Oceanski fitoplankton – jednostanične mikroalge – okosnica su gotovo svih prehrambenih mreža i ekosustava u oceanu. Polovicu sve fotosinteze na Zemlji čini fitoplankton. Njegovo stanje utječe na količinu ugljičnog dioksida koju ocean može apsorbirati, na količinu ribe i u konačnici na dobrobit milijuna ljudi.

Termin "Biološka raznolikost" znači varijabilnost živih organizama iz svih izvora, uključujući, između ostalog, kopnene, morske i druge vodene ekosustave i ekološke komplekse čiji su dio; uključuje raznolikost unutar vrste, između vrsta i raznolikost ekosustava.

Ovo je definicija ovog pojma u Konvenciji o biološkoj raznolikosti. Ciljevi ovog dokumenta su očuvanje biološke raznolikosti, održivo korištenje njezinih komponenti te pravedna i pravedna podjela koristi koje proizlaze iz korištenja genetskih resursa.

U prošlosti je bilo mnogo studija o biološkoj raznolikosti na kopnu. Ljudsko znanje o rasprostranjenosti morske faune značajno je ograničeno.

Ali studija pod nazivom Popis morski život"(Popis morskog života, o kojem je Gazeta.Ru više puta pisala), koji je trajao desetljeće, promijenio je situaciju. Čovjek je počeo znati više o oceanu. Njegovi su autori spojili znanje o globalnim trendovima biološke raznolikosti u glavnim skupinama morskog života, uključujući koralje, ribe, kitove, tuljane, morske pse, mangrove, alge i zooplankton.

"Iako smo sve svjesniji gradijenata globalne raznolikosti i povezanih okolišnih čimbenika, naše znanje o tome kako ti modeli rade u oceanu daleko zaostaje za onim što znamo o kopnu, a ova studija je provedena kako bi se riješio taj nesrazmjer."- objasnio je svrhu rada Walter Jetz sa Sveučilišta Yale.

Na temelju dobivenih podataka, znanstvenici su usporedili i analizirali globalne strukture biološke raznolikosti više od 11 tisuća morskih vrsta biljaka i životinja, u rasponu od sićušnog planktona do morskih pasa i kitova.

Istraživači su otkrili zapanjujuće sličnosti između obrazaca distribucije životinjskih vrsta i temperature vode u oceanu.

Ovi rezultati znače da bi buduće promjene temperature oceana mogle značajno utjecati na distribuciju morskog života.

Osim toga, znanstvenici su otkrili da je položaj "vrućih točaka" u raznolikosti morskog života (područja u kojima trenutno veliki je broj rijetke vrste prijeti izumiranje: takve "točke", na primjer, su koraljni grebeni) uglavnom se javljaju u područjima gdje visoka razina izlaganje ljudi. Primjeri takvih utjecaja su ribolov, prilagodba okoliša našim potrebama, antropogene klimatske promjene i onečišćenje okoliša. Vjerojatno bi čovječanstvo trebalo razmisliti o tome kako se ova aktivnost uklapa u okvire Konvencije o biološkoj raznolikosti.

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

Uz ovaj rad, Nature je objavila još jedan članak o problemima biološke raznolikosti mora na Zemlji. U njemu kanadski znanstvenici govore o trenutnoj kolosalnoj stopi pada biomase fitoplanktona u posljednjih godina... Koristeći arhivske podatke u sprezi s najnovijim satelitskim promatranjima, istraživači su to otkrili kao rezultat zagrijavanja oceana, količina fitoplanktona se smanjuje za 1% godišnje.

Fitoplankton ima isti omjer veličine i brojnosti kao i sisavci.

Fitoplankton je dio planktona koji provodi fotosintezu, prvenstveno protokolarne alge, dijatomeje i cijanobakterije. Fitoplankton je vitalan jer čini oko polovice proizvodnje sve organske tvari na Zemlji i većinu kisika u našoj atmosferi. Osim značajnog smanjenja kisika u Zemljinoj atmosferi, što je još uvijek dugotrajna stvar, smanjenje broja fitoplanktona prijeti promjenama u morskim ekosustavima, što će zasigurno utjecati na ribarstvo.

Proučavajući uzorke morskog fitoplanktona, pokazalo se da što je veća veličina stanice jedne ili druge vrste algi, to je njihov broj manji. Iznenađujuće, ovo smanjenje broja događa se proporcionalno masi stanice na snagu od -0,75 - točno isti kvantitativni omjer ovih vrijednosti prethodno je opisan za kopnene sisavce. To znači da se "pravilo energetske ekvivalencije" također primjenjuje na fitoplankton.

Fitoplankton je neravnomjerno raspoređen po cijelom oceanu. Njegova količina ovisi o temperaturi vode, svjetlu i količini hranjivih tvari. Hladne godine umjerenih i polarnih područja pogodnije su za razvoj fitoplanktona nego tople tropske vode. U tropskoj zoni otvorenog oceana, fitoplankton se aktivno razvija samo tamo gdje prolaze hladne struje. U Atlantiku se fitoplankton aktivno razvija na području Zelenortskih otoka (nedaleko od Afrike), gdje hladna Kanarska struja tvori ciklus.

U tropima je količina fitoplanktona ista tijekom cijele godine, dok je u visokim geografskim širinama obilna reprodukcija dijatomeja u proljeće i jesen te 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 nemoguća fotosinteza.

Dušik i fosfor su glavne hranjive tvari potrebne za razvoj fitoplanktona. Koncentrirani su ispod 100 m, na području nedostupnom fitoplanktonu. Ako je voda dobro izmiješana, dušik i fosfor se redovito isporučuju na površinu, hraneći fitoplankton. Tople vode su lakše od hladnih i ne tonu u dubinu – ne dolazi do miješanja. Stoga se u tropima dušik i fosfor ne isporučuju na površinu, a nedostatak hranjivih tvari sprječava razvoj fitoplanktona.

U polarnim područjima površinske vode ohladiti i potonuti u dubinu. Duboke struje nose hladne vode na ekvator. Udarajući u podvodne grebene, duboke vode izdižu se na površinu i nose sa sobom minerali... U takvim područjima ima mnogo više fitoplanktona. V tropskim zonama otvorenog oceana, preko dubokovodnih ravnica (sjevernoamerički i brazilski bazeni), gdje nema porasta vode, ima vrlo malo fitoplanktona. Ova područja su oceanske pustinje, čak ih i velike životinje selice poput kitova ili jedrilica zaobilaze.

Morski fitoplankton Trichodesmium najvažniji je fiksator dušika u tropskim i suptropskim područjima Svjetskog oceana. Ti sićušni fotosintetski organizmi koriste sunčevu svjetlost, ugljični dioksid i druge hranjive tvari kako bi sintetizirali organsku tvar koja čini osnovu piramide morske hrane. Dušik koji ulazi u gornje osvijetljene slojeve oceana iz dubokih slojeva vodenog stupca i iz atmosfere služi kao potrebno punjenje planktona.

Od površine do samog dna, ocean kipi životom raznih životinja i biljaka. Baš kao i na kopnu, ovdje gotovo sav život ovisi o biljkama. Glavna hrana su milijarde mikroskopskih biljaka zvanih fitoplankton, koje nose struje. Koristeći sunčeve zrake, stvaraju vlastitu hranu od mora, ugljičnog dioksida i minerala. Tijekom ovog procesa, tzv fotosinteza, fitoplankton proizvodi 70% atmosferskog kisika. Fitoplankton se sastoji prvenstveno od malih biljaka zvanih dijatomeje. U šalici morska voda može ih biti i do 50 tisuća. Fitoplankton može živjeti samo u blizini površina na kojima ima dovoljno svjetla za fotosintezu. Drugi dio planktona - zooplankton ne sudjeluje u fotosintezi i stoga može živjeti dublje. Zooplankton su male životinje. Hrane se fitoplanktonom ili jedu jedni druge. Zooplankton uključuje mlade - ličinke rakova, škampa, meduza i riba. Većina njih uopće ne izgleda 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 epikontinentalnom pojasu i na polovima. Kril je vrsta zooplanktona. Većina krila nalazi se u Južnom oceanu. Plankton također 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 svoj život u tuđim želucima. Sav život u oceanu tako je povezan u ogroman lanac ishrane, počevši od fitoplanktona. Za hranjenje jedne velike životinje potrebno je mnogo malih, tako da je uvijek manje velikih životinja nego malih. Ovo se može prikazati kao piramida hrane. 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 1000 kg zooplanktona potrebno je 10 000 kg fitoplanktona.

Oceanska dna

Debljina oceana može se podijeliti na slojeve, odnosno zone, prema količini svjetlosti i topline 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 raznim životinjama. Samo malo površinskog svjetla ulazi u zonu sumraka. Najveći stanovnici ovdje su ribe, lignje i hobotnice. U tamnoj zoni oko 4 stupnja Celzijusa. Životinje se ovdje hrane uglavnom "kišom" iz mrtvog planktona, koji pada s površine. Zona ponora je potpuno mračna i ledeno hladna. Nekoliko životinja koje tamo žive žive pod stalnim visokim pritiskom. Životinje se također nalaze u oceanskim depresijama, na dubinama većim od 6 km od površine. Hrane se onim što dolazi odozgo. Oko 60% dubokomorskih riba ima vlastiti sjaj za pronalaženje hrane, otkrivanje neprijatelja i slanje signala rođacima.

koraljni grebeni

Koraljni grebeni nalaze se u plitkim vodama u toplim, bistrim tropskim vodama. Sastoje se od kostura malih životinja tzv koraljni polipi... Kada stari polipi umru, na njihovim kosturima počinju rasti novi. Najstariji grebeni počeli su rasti prije mnogo tisuća godina. Jedna vrsta koraljnog grebena je atol prstena ili potkova. Formiranje atola prikazano je u nastavku. Oko vulkanskog otoka počeli su rasti koraljni grebeni. Nakon što je vulkan utihnuo, otok je počeo tonuti na dno. Greben nastavlja rasti kako otok tone. U sredini grebena formira se laguna (plitko slano jezero). Kada je otok potpuno potonuo, koraljni greben je formirao atol – prstenasti greben s lagunom u sredini. Koraljni grebeni su raznolikiji u životu od ostalih dijelova oceana. Tu se nalazi trećina svih vrsta oceanskih riba. Najveći je Veliki koralni greben na istočnoj obali Australije. Proteže se na 2027 km i dom je 3000 vrsta

Biosfera (od grčkog "bios" - život, "sfera" - lopta) kao nositelj života nastala je pojavom živih bića kao rezultat evolucijskog razvoja planeta. Biosfera označava dio Zemljine ljuske u kojem žive živi organizmi. Doktrinu o biosferi stvorio je akademik Vladimir Ivanovič Vernadsky (1863-1945). VI Vernadsky je utemeljitelj teorije biosfere i metode za određivanje starosti Zemlje prema poluživotu radioaktivnih elemenata. On je prvi otkrio ogromnu ulogu biljaka, životinja i mikroorganizama u kretanju kemijskih elemenata zemljine kore.

Biosfera ima određene granice. Gornja granica biosfere nalazi se na nadmorskoj visini od 15-20 km od površine Zemlje. Događa se u stratosferi. Glavnina živih organizama nalazi se u donjem zračnom omotaču - 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. Vodeni omotač planeta (hidrosfera) zauzima do 71% Zemljine površine.

Ako usporedimo veličinu svih geosfera, onda možemo reći da je litosfera najveća po masi, atmosfera najmanja. Biomasa živih bića je mala u odnosu na veličinu geosfere (0,01%). V različitim dijelovima biosfere, gustoća života nije ista. Najveći broj organizama nalazi se na površini litosfere i hidrosfere. Sadržaj biomase također varira po zoni. Najveću gustoću imaju tropske šume, dok je led u arktičkim i visokoplaninskim područjima neznatan.

Biomasa. Organizmi koji čine biomasu imaju ogromnu sposobnost razmnožavanja i širenja po planeti (vidi odjeljak "Borba za postojanje"). Reprodukcija određuje gustoća života. Ovisi o veličini organizama i površini potrebnoj za život. Gustoća života stvara borbu organizama za područje, hranu, zrak, vodu. U procesu prirodne selekcije i kondicije, veliki broj organizama s najvećom gustoćom života koncentriran je na jednom području.

Sushi biomasa.

Na kopnu Zemlje, počevši od polova prema ekvatoru, biomasa se postupno povećava. Najveća koncentracija i raznolikost biljaka javlja se u vlažnom prašuma... Broj i raznolikost životinjskih vrsta ovisi o biljnoj masi, a također raste prema ekvatoru. Lanci ishrane, ispreplićući se, tvore složenu mrežu prijenosa kemijskih elemenata i energije. Vodi se žestoka borba između organizama za posjedovanje prostora, hrane, svjetlosti, kisika.

Biomasa tla. Kao životna sredina, tlo ima niz specifičnih značajki: veliku gustoću, nisku amplituda temperaturnih fluktuacija; neproziran je, siromašan kisikom, sadrži vodu u kojoj su otopljene mineralne soli.

Stanovnici tla predstavljaju svojevrsni biocenotski kompleks. U tlu ima mnogo bakterija (do 500 t/ha) koje razgrađuju organsku tvar gljiva, zelene i modrozelene alge žive u površinskim slojevima, obogaćujući tlo kisikom tijekom fotosinteze. Sloj tla prožet je korijenjem viših biljaka, bogatim protozoama - amebama, flagelatima, cilijatima. Čak je i Charles Darwin skrenuo pozornost na ulogu glista, koji rahli tlo, guta ga i zasićuje želučanim sokom. Osim toga, u tlu žive mravi, krpelji, krtice, svizaci, vjeverice i druge životinje. Svi stanovnici tla obavljaju mnogo posla na stvaranju tla, sudjeluju u stvaranju plodnosti tla. Mnogi organizmi u tlu sudjeluju u općem kruženju tvari u biosferi.

Biomasa Svjetskog oceana.

Zemljina hidrosfera, odnosno Svjetski ocean, zauzima više od 2/3 površine planeta. Voda ima posebna svojstva koja su važna za život organizama. Njegov veliki toplinski kapacitet čini temperaturu oceana i mora ujednačijom, ublažavajući ekstremne temperaturne promjene zimi i ljeti. Fizička svojstva i kemijski sastav oceanskih voda vrlo su konstantni i stvaraju okruženje pogodno za život. Ocean čini oko 1/3 fotosinteze koja se odvija na cijelom planetu.

Jednostanične alge i male životinje suspendirane u vodi tvore plankton. Plankton je od najveće važnosti u ishrani oceanske faune.

U oceanu, osim planktona i slobodno plivajućih životinja, postoje mnogi organizmi pričvršćeni za dno i puzeći po njemu. Stanovnici dna nazivaju se bentos.

U Svjetskom oceanu živa biomasa je 1000 puta manja nego na kopnu. U svim dijelovima oceana postoje mikroorganizmi koji se razgrađuju organska tvar na mineralnu.

Kruženje tvari i pretvorba energije u biosferi. Biljni i životinjski organizmi, u vezi s anorganskim okolišem, uključeni su u kontinuirano kruženje tvari i energije u prirodi.

Ugljik se prirodno nalazi u stijenama u obliku vapnenca i mramora. Većina ugljika u atmosferi je u obliku ugljičnog dioksida. Iz zraka zelene biljke apsorbiraju ugljični dioksid tijekom fotosinteze. Ugljik je uključen u ciklus zbog djelovanja bakterija koje uništavaju mrtve ostatke biljaka i životinja.

Kada se biljke i životinje razgrađuju, oslobađa se dušik u obliku amonijaka. Nitrofirajuće bakterije pretvaraju amonijak u soli dušične i dušične kiseline, koje biljke asimiliraju. Osim toga, neke bakterije koje fiksiraju dušik mogu asimilirati atmosferski dušik.

Stijene sadrže velike rezerve fosfora. Kada se unište, ove stijene predaju fosfor kopnenim ekološkim sustavima, ali neki od fosfata sudjeluju u ciklusu vode i odnose se u more. Fosfati tonu na dno zajedno s mrtvim ostacima. Neki od njih se koriste, dok se drugi gube u dubokim sedimentima. Dakle, postoji nesklad između potrošnje fosfora i njegovog povrata u cirkulaciju.

Kao rezultat kruženja tvari u biosferi, dolazi do kontinuirane biogene migracije elemenata. Neophodan za život biljaka i životinja kemijski elementi prelaze iz okoline u organizam. Kada se organizmi razgrađuju, ti se elementi vraćaju u okoliš, odakle ponovno ulaze u tijelo.

Sudjeluje biogena migracija elemenata raznih organizama, uključujući osobu.

Uloga čovjeka u biosferi. Čovjek - dio biomase biosfere - dugo je bio u izravnoj ovisnosti o okolnu prirodu... S razvojem mozga i sama osoba postaje snažan čimbenik daljnje evolucije na Zemlji. Čovjekovo ovladavanje raznim oblicima energije – mehaničkim, električnim i atomskim – pridonijelo je značajnoj promjeni zemljine kore i biogenoj migraciji atoma. Uz dobrobiti, ljudska intervencija u prirodi joj često donosi štetu. Ljudske aktivnosti često dovode do poremećaja prirodni uzorci... Poremećaj i promjena biosfere izaziva veliku zabrinutost. S tim u vezi, 1971. godine UNESCO (Organizacija Ujedinjenih nacija za obrazovanje, znanost i kulturu), koji također uključuje SSSR, usvojio je Međunarodni biološki program (IBP) "Čovjek i biosfera", koji proučava promjene u biosferi i njezinim resursima pod izlaganje ljudi.

Članak 18. Ustava SSSR-a kaže: „U interesu sadašnjih i budućih generacija u SSSR-u poduzimaju se potrebne mjere za zaštitu i znanstveno utemeljenje, racionalno korištenje zemlja i njena utroba, vodeni resursi, floru i faunu, za održavanje čistog zraka i vode, osiguravanje reprodukcije prirodnih resursa i poboljšanje čovjekovog okoliša."

Citološki zadaci su nekoliko vrsta.

1. U temi "Kemijska organizacija stanice" rješavaju probleme izgradnje druge spirale DNK; određivanje postotka sadržaja svakog nukleotida i sl. npr. zadatak br. 1. Na mjestu jednog lanca DNK nalaze se nukleotidi: T - C - TA - G - T - A - A - T. Odredite: 1 ) struktura drugog lanca, 2) postotak svakog nukleotida u danom segmentu.

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

2) Postoji 18 nukleotida (100%) u dva lanca danog segmenta DNK. Odgovor: A = 7 nukleotida (38,9%) T = 7 - (38,9%); G = 2 - (11,1%) i C = 2 - (11,1%).

II. U temi „Metabolizam i pretvorba energije u stanici“ rješavaju problem određivanja primarne strukture proteina DNK kodom; struktura gena prema primarnoj strukturi proteina, npr. zadatak broj 2. Odrediti primarnu strukturu sintetiziranog proteina, ako se nukleotidi nalaze u sljedećem nizu na mjestu jednog lanca DNA: GATACAATGGTTCGT.

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

RJEŠENJE PROBLEMA

3. Prema tablici genetskog koda odredi aminokiseline koje kodiraju ti trojci. Odgovor: lei-cis-tir-glun-ala. Slične vrste zadataka rješavaju se na sličan način na temelju odgovarajućih obrazaca i slijeda procesa koji se odvijaju u stanici.

Genetski problemi rješavaju se u temi "Osnovni zakoni nasljeđa". To su zadaci za monohibridno, dihibridno križanje i druge zakonitosti nasljeđa, na primjer, problem broj 3. Kada su crni kunići međusobno križani, u potomstvu su dobivena 3 crna zeca i 1 bijeli kunić. Odredite genotipove roditelja i potomstva.

1. Vođeni zakonom cijepanja svojstava, odredite gene koji određuju manifestaciju dominantnih i recesivnih osobina u ovom križanju. Crno odijelo-A, bijelo - a;
2. Odredite genotipove roditelja (dajući potomstvo koje se dijeli u omjeru 3:1). Odgovor: Aa.
3. Koristeći hipotezu o čistoći gameta i mehanizmu mejoze, napišite shemu križanja i odredite genotipove potomstva.

Odgovor: genotip bijelog zeca je aa, genotip crnog zeca je 1 AA, 2Aa.

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

Fotosinteza je u srcu cijelog života na našoj planeti. Ovaj proces, koji se događa u kopnenim biljkama, algama i mnogim vrstama bakterija, određuje postojanje gotovo svih oblika života na Zemlji, pretvarajući tokove sunčeve svjetlosti u energiju kemijskih veza, koja se zatim prenosi korak po korak na vrh brojnih hranidbeni lanci.

Najvjerojatnije je isti proces svojedobno označio početak naglog povećanja parcijalnog tlaka kisika u Zemljinoj atmosferi i smanjenja udjela ugljičnog dioksida, što je u konačnici dovelo do procvata brojnih složenih organizama. I do sada, prema mnogim znanstvenicima, samo je fotosinteza sposobna obuzdati brzi napad CO 2 koji se emitira u zrak kao rezultat svakodnevnog spaljivanja milijuna tona od strane ljudi. različiti tipovi ugljikovodično gorivo.

Novo otkriće američkih znanstvenika tjera na novi pogled na proces fotosinteze

Tijekom "normalne" fotosinteze, ovaj vitalni plin nastaje kao "nusproizvod". U normalnim uvjetima potrebne su fotosintetske tvornice za vezanje CO 2 i proizvodnju ugljikohidrata, koji nakon toga djeluju kao izvor energije u mnogim unutarstaničnim procesima. Svjetlosna energija u tim "tvornicama" ide na razgradnju molekula vode, pri čemu se oslobađaju elektroni potrebni za fiksiranje ugljičnog dioksida i ugljikohidrata. Ova razgradnja također oslobađa kisik O2.

U novootkrivenom procesu samo se mali dio elektrona koji se oslobađaju tijekom razgradnje vode koristi za asimilaciju ugljičnog dioksida. Lavlji dio njih u tijeku obrnutog procesa odlazi na stvaranje molekula vode iz "svježe oslobođenog" kisika. Istodobno, energija pretvorena tijekom novootkrivenog procesa fotosinteze ne pohranjuje se u obliku ugljikohidrata, već izravno ide vitalnim unutarstaničnim potrošačima energije. Međutim, detaljan mehanizam takvog procesa još je uvijek misterij.

Izvana se može činiti da je takva modifikacija fotosintetskog procesa gubljenje vremena i energije Sunca. Teško je povjerovati da u živoj prirodi, gdje je tijekom milijardi godina evolucijskih pokušaja i pogrešaka svaka sitnica posložena iznimno učinkovito, može postojati proces s tako niskom učinkovitošću.

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

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

Ovaj učinak smanjene razine pretvorbe CO 2 u ugljikohidrate i smanjenog oslobađanja molekularnog kisika već je uočen u nizu novijih radova u prirodnim uvjetima Atlantika i Tihi oceani... Kako se pokazalo, smanjeni sadržaj hranjivih tvari i željeznih iona opažen je u gotovo polovici njihovih vodenih površina. Stoga,

otprilike polovica energije sunčeve svjetlosti koja pada na stanovnike ovih voda pretvara se zaobilazeći uobičajeni mehanizam za apsorpciju ugljičnog dioksida i oslobađanje kisika.

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

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