Okeanning qaysi zonasida fotosintez qilish mumkin emas. Siyanobakteriyalar fotosintez jarayonini "qisqartirishga" qodir. Dengiz hayotiga tahdid

Charlz

Fotosintez bo'yicha nega okeanlar "unumdorligi past"?

Dunyo fotosintezining 80% okeanda sodir bo'ladi. Shunga qaramay, okeanlarda ham bor past mahsuldorlik - ular 75% ni qamrab oladi er yuzasiammo har yili fotosintezda qayd etilgan 170 milliard tonna quruq vaznning 55 milliard tonnasini beradi. Men alohida duch kelgan ushbu ikki dalil zidmi? Agar okeanlar umumiy miqdorning 80 foizini tashkil qilsa C O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e C O X C O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e C O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e 2 C O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e C O X 2 "role \u003d" present "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e C C O X 2 "role \u003d" present "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e O C O X 2 "role \u003d" present "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e X C O X 2 "role \u003d" present "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e 2 erdagi fotosintez bilan o'rnatiladi va umumiy miqdorning 80% ni chiqaradi O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e O X O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e 2 O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e O O X 2 "role \u003d" present "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e X O X 2 "role \u003d" taqdimot "style \u003d" position: nisbiy; "\u003e 2 Yerdagi fotosintez natijasida chiqarilgan, ular quruq vaznning 80% ni ham tashkil qilishi kerak. Ushbu faktlarni yarashtirishning biron bir usuli bormi? Baribir, agar fotosintezning 80% i okeanlarda sodir bo'lsa, bu deyarli ko'rinmaydi past hosildorlik - unda nega okeanlarning birlamchi unumdorligi past deyishadi (buning uchun ko'plab sabablar bor - yorug'lik okeanlarning barcha chuqurliklarida mavjud emas va hokazo)? Ko'proq fotosintez ko'proq samaradorlikni anglatishi kerak!

C_Z_

Agar siz ushbu ikkita statistikani qaerdan topganingizni ko'rsatsangiz (dunyodagi unumdorlikning 80% okeanga to'g'ri keladi va okeanlar 55/170 million tonna quruq vazn hosil qiladi)

Javoblar

chokolli

Birinchidan, biz fotosintez uchun eng muhim mezonlarni bilishimiz kerak; bular: yorug'lik, CO 2, suv, ozuqa moddalari. docenti.unicam.it/tmp/2619.ppt Ikkinchidan, siz aytayotgan hosildorlikni "birlamchi unumdorlik" deb atash kerak va u maydon (m2) ga aylantirilgan uglerod miqdorini vaqtga bo'lish yo'li bilan hisoblanadi. ww2.unime.it/snchimambiente/PrPriFattMag.doc

Shunday qilib, okeanlar dunyoning katta maydonini egallaganligi sababli, dengiz mikroorganizmlari konvertatsiya qilishlari mumkin katta miqdorda noorganik uglerodni organikka aylantirish (fotosintez printsipi). Okeanlardagi katta muammo bu ozuqa moddalarining mavjudligi; ular dengiz yoki boshqa kimyoviy birikmalar bilan birikishga yoki reaksiyaga kirishishga moyil, garchi dengiz fotosintez qiluvchi organizmlar asosan yorug'lik mavjud bo'lgan sirtda topilsa ham. Natijada, okeanlarning fotosintetik unumdorligi salohiyati kamayadi.

WYSIWYG ♦

MTGraduell

Agar okeanlar quruqlikdagi fotosintezda qayd etilgan CO2CO2 umumiy miqdorining 80 foizini egallab olsalar va quruqlikda fotosintezdan bo'shatilgan O2O2 umumiy miqdorining 80 foizini chiqarib yuborsa, ular hosil bo'lgan quruq vaznning 80 foizini ham tashkil qilishi kerak.

Birinchidan, "O 2 chiqdi" degani nimani anglatadi? Bu shuni anglatadiki, "O 2 okeanlardan atmosferaga chiqadi va u ortiqcha o'sishga yordam beradi"? Bunday bo'lishi mumkin emas, chunki atmosferadagi O 2 miqdori juda doimiy va uning Yura davriga qaraganda ancha past ekanligi haqida dalillar mavjud. Umuman olganda, global O 2 chig'anoqlari O 2 manbalarini muvozanatlashtirishi kerak yoki agar biron bir narsa ulardan oshib ketishi kerak bo'lsa, atmosferadagi hozirgi CO2 darajasi O 2 darajalari hisobiga asta-sekin o'sib borishi kerak.

Shunday qilib, "qo'yib yuborilgan" deganda biz "fotosintez paytida uning harakatlanish vaqtida chiqarilganini" tushunamiz.

Okeanlar fotosintez bilan bog'liq bo'lgan CO 2 ning 80% ni egallaydi, ha, lekin ular uni bir xil tezlikda sindirishadi. Fotosintez qiluvchi har bir suv o'tlari hujayrasi uchun o'lik yoki o'lib ketadigan va bakteriyalar tomonidan iste'mol qilinadigan (O 2 ni iste'mol qiladigan) hujayralar mavjud yoki u kechalari metabolik jarayonlarni ta'minlash uchun kislorodni o'zi iste'mol qiladi. Shunday qilib, okeanlar chiqaradigan O 2 ning sof miqdori nolga yaqin.

Endi biz ushbu kontekstda "ishlash" deganda nimani anglatishini so'rashimiz kerak. Agar CO 2 molekulasi suv o'tlari faolligi tufayli fiksatsiyalangan bo'lsa, lekin keyin yana deyarli tuzatilmagan bo'lsa, bu "mahsuldorlik" deb hisoblanadimi? Ammo, ko'zingizni qisib qo'ying, va siz uni sog'inasiz! Agar siz miltillamasangiz ham, uni o'lchash mumkin emas. Jarayon oxirida yosunlarning quruq og'irligi boshida bo'lgani kabi. shuning uchun, agar biz "unumdorlik" ni "suv o'tlarining quruq vaznining ko'payishi" deb ta'riflasak, unda unumdorlik nolga teng bo'ladi.

Yosun fotosintezi global CO 2 yoki O 2 darajalariga doimiy ta'sir qilishi uchun sobit CO 2 suv o'tlariga qaraganda kamroq tezroq narsaga kiritilishi kerak. Bonus sifatida to'planib, stollarga qo'yiladigan cod yoki hake kabi narsa. "Hosildorlik" odatda okeanlarning o'rim-yig'imdan keyin bu narsalarni to'ldirish qobiliyatiga ishora qiladi va bu erning qayta hosil olish qobiliyatiga nisbatan haqiqatan ham kichikdir.

Agar biz suv o'tlarini ommaviy yig'im-terim uchun potentsial mos deb hisoblasak, boshqacha gap bo'lar edi, shuning uchun ularning erdan o'g'itlar oqishi sharoitida ularning yong'in kabi o'sishi qobiliyati chuqur noqulaylik emas, balki "hosildorlik" sifatida qaraldi. Ammo bu unday emas.

Boshqacha qilib aytganda, biz "mahsuldorlikni" tur sifatida biz uchun foydali bo'lgan narsalarga qarab belgilaymiz va suv o'tlari umuman foydasizdir.

Jahon okeanining harorati uning biologik xilma-xilligiga sezilarli ta'sir qiladi. Bu shuni anglatadiki, inson faoliyati suvda hayotning global tarqalishini o'zgartirishi mumkin, bu fitoplankton bilan allaqachon sodir bo'lmoqda, ularning soni yiliga o'rtacha 1 foizga kamaymoqda.

Okean fitoplankton - bir hujayrali mikroalglar - okeandagi deyarli barcha oziqlanish tarmoqlari va ekotizimlarning asosini tashkil qiladi. Yerdagi barcha fotosintezlarning yarmi fitoplanktonga to'g'ri keladi. Uning holati okean o'zlashtira oladigan karbonat angidrid miqdoriga, baliq miqdori va oxir-oqibat millionlab odamlarning farovonligiga ta'sir qiladi.

Muddat "Biologik xilma-xillik" tirik organizmlarning barcha manbalardan, shu jumladan, ular tarkibidagi quruqlikdagi, dengizdagi va boshqa suv ekotizimlari va ekologik komplekslarini o'z ichiga olgan o'zgaruvchanligini anglatadi; u tur doirasidagi, turlar va ekotizimlarning xilma-xilligini o'z ichiga oladi.

Biologik xilma-xillik to'g'risidagi konvensiyada ushbu atama ta'rifi berilgan. Ushbu hujjatning vazifalari biologik xilma-xillikni saqlash, uning tarkibiy qismlaridan barqaror foydalanish va genetik resurslardan foydalanish natijasida kelib chiqadigan foydalarni adolatli va teng taqsimlashdir.

Ilgari erlarning biologik xilma-xilligi to'g'risida ko'plab tadqiqotlar o'tkazilgan. Dengiz faunasining tarqalishi haqidagi insoniyatning bilimlari sezilarli darajada cheklangan.

Ammo "Aholini ro'yxatga olish" deb nomlangan tadqiqot dengiz hayoti"(Gazeta.Ru bir necha bor yozgan dengiz hayotini ro'yxatga olish) vaziyatni o'zgartirdi. Inson okean haqida ko'proq bilishni boshladi. Uning mualliflari dengiz hayotining asosiy guruhlari, shu jumladan mercan, baliq, kit, muhr, akula, mangrov, suv o'tlari va zooplankton kabi global bioxilma-xillik tendentsiyalari haqidagi bilimlarni birlashtirdilar.

"Biz global xilma-xillik gradyanlari va ular bilan bog'liq ekologik omillar to'g'risida tobora ko'proq xabardor bo'lishimiz bilan birga, ushbu modellarning ummonda qanday ishlashi haqidagi bilimlarimiz er haqidagi bilimlarimizdan ancha orqada qolmoqda va ushbu tadqiqotlar ushbu nomutanosiblikni bartaraf etish maqsadida o'tkazildi."- tushuntirdi Yel universitetidan Valter Jetz ishning maqsadini.

Olingan ma'lumotlarga asoslanib, olimlar mayda planktondan akula va kitgacha bo'lgan o'simlik va hayvonlarning 11 mingdan ortiq dengiz turlarining biologik xilma-xilligining global tuzilmalarini taqqosladilar va tahlil qildilar.

Tadqiqotchilar hayvonlar turlarining tarqalish tartiblari va okeandagi suv harorati o'rtasida ajoyib o'xshashliklarni aniqladilar.

Ushbu natijalar kelajakdagi okean haroratining o'zgarishi dengiz hayotining tarqalishiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkinligini anglatadi.

Bundan tashqari, olimlar dengiz hayotining xilma-xilligida "qaynoq nuqtalar" ning joylashishini aniqladilar (bu joylar hozirda katta raqam bor noyob turlaryo'q bo'lib ketishi bilan tahdid qilinayotgan: bunday "nuqtalar", masalan, marjon riflari) asosan joylarda joylashgan yuqori daraja inson ta'sir qilish. Bunday ta'sirlarga baliq ovlash, atrof-muhitni bizning ehtiyojlarimizga moslashishi, iqlimning antropogen o'zgarishi va atrof-muhitning ifloslanishi misol bo'la oladi. Ehtimol, insoniyat ushbu faoliyat Biologik xilma-xillik to'g'risidagi konventsiya doirasiga qanday mos kelishi haqida o'ylashi kerak.

"Inson faoliyatining yig'ma ta'siri ummonlarning xilma-xilligini xavf ostiga qo'yadi"- deydi Delhousie universitetidan Camilo Mora, asar mualliflaridan biri.

Tabiat ushbu ish bilan bir qatorda Yerdagi dengiz biologik xilma-xilligi muammolariga bag'ishlangan yana bir maqola chop etdi. Unda kanadalik olimlar fitoplankton biomassasining hozirgi pasayish darajasi haqida gapirishmoqda so'nggi yillarda... Arxiv ma'lumotlarini so'nggi sun'iy yo'ldosh kuzatuvlari bilan birgalikda ishlatib, tadqiqotchilar buni aniqladilar okean isishi natijasida fitoplankton miqdori yiliga 1% ga kamayadi.

Fitoplankton sutemizuvchilardan kattaligi-koeffitsientiga teng

Fitoplankton - bu planktonning fotosintezni, birinchi navbatda protokokk suvo'tlari, diatomlar va siyanobakteriyalarni amalga oshiruvchi qismidir. Fitoplankton hayotiy ahamiyatga ega, chunki u Yerdagi barcha organik moddalar va atmosferadagi kislorodning ko'p qismini ishlab chiqaradi. Hali ham uzoq vaqt davom etadigan materiya bo'lgan Yer atmosferasida kislorodning sezilarli darajada pasayishidan tashqari, fitoplankton sonining kamayishi dengiz ekotizimlarining o'zgarishiga tahdid solmoqda, bu albatta baliqchilikka ta'sir qiladi.

Dengiz fitoplanktonining namunalarini o'rganayotganda ma'lum bir alg turining hujayra hajmi qanchalik katta bo'lsa, ularning soni shunchalik past bo'ladi. Ajablanarlisi shundaki, bu sonlarning kamayishi hujayra massasiga -0,75 kuchiga mutanosib ravishda sodir bo'ladi - aynan shu qiymatlarning miqdoriy nisbati ilgari quruqlikdagi sutemizuvchilar uchun tavsiflangan edi. Bu shuni anglatadiki, "energiya ekvivalentligi qoidasi" fitoplanktonga ham tegishli.

Fitoplankton okean bo'ylab notekis tarqalgan. Uning miqdori suvning harorati, yorug'lik va ozuqa moddalarining miqdoriga bog'liq. Fitoplankton rivojlanishi uchun mo''tadil va qutbli mintaqalarning salqin yillari iliq tropik suvlariga qaraganda ko'proq mos keladi. Ochiq okeanning tropik zonasida fitoplankton faqat sovuq oqimlar o'tadigan joyda faol rivojlanadi. Atlantika orolida fitoplankton Cape Verde orollari hududida (Afrikadan unchalik uzoq bo'lmagan joyda) faol rivojlanib bormoqda, u erda sovuq Kanariya oqimi tsikl hosil qiladi.

Tropik mintaqada fitoplankton miqdori yil davomida bir xil, yuqori kengliklarda esa diatomalarning bahor va kuzda ko'payishi va qishda kuchli pasayishi kuzatiladi. Fitoplanktonning eng katta massasi yaxshi yoritilgan er usti suvlarida (50 m gacha) to'plangan. 100 m dan chuqurroq, quyosh nuri tushmaydigan joyda fitoplankton deyarli yo'q, chunki u erda fotosintez mumkin emas.

Azot va fosfor fitoplankton rivojlanishi uchun zarur bo'lgan asosiy oziq moddalardir. Ular 100 m dan pastroqda, fitoplankton kirish imkoni bo'lmagan zonada to'plangan. Agar suv yaxshilab aralashtirilsa, azot va fosfor muntazam ravishda fitoplanktonni oziqlantirib, er yuziga etkazib beriladi. Issiq suvlar sovuqdan engilroq va chuqurlikka cho'kmaydi - aralashish bo'lmaydi. Shuning uchun, tropik mintaqada azot va fosfor er yuziga etkazib berilmaydi va ozuqa moddalari tanqisligi fitoplankton rivojlanishiga to'sqinlik qiladi.

Qutbiy mintaqalarda er usti suvlari sovutilib chuqurlikka cho'kadi. Chuqur oqimlar sovuq suvlarni ekvatorga olib boradi. Suv osti tizmalariga urilib, chuqur suvlar er yuziga ko'tarilib, minerallarni o'zlari bilan olib yurishadi. Bunday joylarda fitoplankton ancha yuqori. IN tropik zonalar ochiq okean, chuqur suvli tekisliklar (Shimoliy Amerika va Braziliya havzalari) ustida, suv ko'tarilmaydigan joyda fitoplankton juda kam. Bu joylar okean cho'llari, hatto kitlar yoki yelkanli qayiqlar kabi yirik ko'chib yuruvchi hayvonlar ham ularni chetlab o'tishadi.

Trichodesmium dengiz fitoplanktoni Jahon okeanining tropik va subtropik mintaqalarida azot fiksatori hisoblanadi. Ushbu mayda fotosintetik organizmlar dengiz oziq-ovqat piramidasining asosini tashkil etuvchi organik moddalarni sintez qilish uchun quyosh nurlari, karbonat angidrid va boshqa oziq moddalardan foydalanadilar. Suv ustunining chuqur qatlamlaridan va atmosferadan okeanning yuqori yoritilgan qatlamlariga kiradigan azot plankton uchun zarur bo'lgan zaryad bo'lib xizmat qiladi.

Er yuzidan tubigacha okean har xil hayvonlar va o'simliklarning hayoti bilan qaynaydi. Xuddi quruqlikda bo'lgani kabi, bu erda ham barcha hayot o'simliklarga bog'liq. Asosiy oziq-ovqat - bu fitoplankton deb nomlangan milliardlab mikroskopik o'simliklar, ularni oqimlar olib boradi. Quyosh nurlari yordamida ular dengiz, karbonat angidrid va minerallardan o'zlarining oziq-ovqat mahsulotlarini yaratadilar. Ushbu jarayon davomida fotosintez, fitoplankton atmosferadagi kislorodning 70 foizini ishlab chiqaradi. Fitoplankton asosan diatomlar deb ataladigan mayda o'simliklardan iborat. Kubokda dengiz suvi ularning soni 50 mingtagacha bo'lishi mumkin. Fitoplankton faqat fotosintez uchun etarli yorug'lik bo'lgan sirt yaqinida yashashi mumkin. Planktonning yana bir qismi - zooplankton fotosintezda qatnashmaydi va shu sababli chuqurroq yashashi mumkin. Zooplankton - mayda hayvonlar. Ular fitoplankton bilan oziqlanadi yoki bir-birlarini eyishadi. Zooplanktonga qisqichbaqalar, qisqichbaqalar, meduzalar va baliqlarning balog'atga etmagan lichinkalari kiradi. Ularning aksariyati umuman kattalarga o'xshamaydi. Planktonning ikkala turi ham baliqlar va boshqa hayvonlarga, kichik meduzalardan tortib ulkan kitlar va akulalarga qadar oziq-ovqat vazifasini o'taydi. Plankton miqdori har joyda va mavsumda o'zgarib turadi. Planktonlarning aksariyati kontinental shelfda va qutblarda joylashgan. Krill - zooplanktonning bir turi. Krilllarning aksariyati Janubiy okeanda joylashgan. Plankton ham toza suvlarda yashaydi. Agar iloji bo'lsa, mikroskop ostida ko'lmak yoki daryodan bir tomchi suv yoki dengiz suvi tomchisini tekshiring.

Oziq-ovqat zanjirlari va piramidalari

Hayvonlar o'simliklar yoki boshqa hayvonlarni iste'mol qiladi va boshqa turlarning o'zi uchun oziq-ovqat bo'lib xizmat qiladi. Dengiz aholisining 90% dan ortig'i o'z hayotini boshqalarning oshqozonida tugatadi. Shunday qilib okeandagi barcha hayot fitoplanktondan boshlab ulkan oziq-ovqat zanjiriga bog'langan. Bitta yirik hayvonni boqish uchun sizga ko'plab mayda hayvonlar kerak bo'ladi, shuning uchun har doim kichik hayvonlarga qaraganda yirik hayvonlar kamroq bo'ladi. Buni oziq-ovqat piramidasi sifatida tasvirlash mumkin. Uning massasini 1 kg ga oshirish uchun orkinos 10 kg skumbriya yeyishi kerak. 10 kg skumbriya olish uchun 100 kg yosh seld kerak. 100 kg yosh seld uchun 1000 kg zooplankton kerak. 1000 kg zooplanktonni boqish uchun 10000 kg fitoplankton kerak.

Okean tublari

Okeanning qalinligi sirtdan kirib boradigan yorug'lik va issiqlik miqdori bo'yicha qatlamlarga yoki zonalarga bo'linishi mumkin (shuningdek, "" maqolasiga qarang). Zona qanchalik chuqurroq bo'lsa, u sovuqroq va qorong'i. Barcha o'simliklar va ko'pchilik hayvonlar yuqori ikki zonada joylashgan. Quyoshli hudud barcha o'simliklarga va turli xil hayvonlarga hayot baxsh etadi. Alacakaranlık zonasiga faqat sirtdan ozgina yorug'lik kiradi. Bu erda eng katta aholi baliq, kalmar va ahtapot hisoblanadi. Qorong'i zonada Selsiy bo'yicha 4 daraja. Bu yerdagi hayvonlar asosan yerdan tushgan o'lik planktondan olingan "yomg'ir" bilan oziqlanadi. Tubsiz zonasi butunlay qorong'i va muzli sovuq. U erda yashovchi oz sonli hayvonlar doimiy yuqori bosim ostida yashaydilar. Hayvonlar, shuningdek, okean botiqlarida, er yuzasidan 6 km dan ortiq chuqurlikda joylashgan. Ular yuqoridan kelgan narsalar bilan oziqlanadilar. Chuqur dengiz baliqlarining taxminan 60% oziq-ovqat topish, dushmanlarni aniqlash va qarindoshlariga signal yuborish uchun o'zlarining porlashiga ega.

Marjon riflari

Marjon riflari sayoz suvlarda iliq, toza tropik suvlarda uchraydi. Ular kichik hayvonlarning skeletlari deb nomlangan mercan poliplari... Qadimgi poliplar vafot etganda, yangilari skeletlarida o'sishni boshlaydi. Eng qadimgi riflar ming yillar oldin o'sishni boshlagan. Marjon riflarining bir turi halqa yoki taqa atollidir. Atollarning hosil bo'lishi quyida ko'rsatilgan. Vulqon orolining atrofida marjon riflari o'sishni boshladi. Vulqon susaygandan so'ng, orol tubiga cho'kishni boshladi. Rif orol cho'kkan sari o'sishda davom etmoqda. Rif o'rtasida laguna hosil bo'ladi (sayoz sho'r ko'l). Orol butunlay cho'kib ketgach, mercan rifi atoll hosil qildi - o'rtada lagunali halqa rif. Marjon riflari okeanning boshqa qismlariga qaraganda hayotda xilma-xil. U erda okean baliqlarining uchdan bir qismi uchraydi. Eng kattasi - Avstraliyaning sharqiy qirg'og'idagi Buyuk to'siq rifi. U 2027 km ga cho'zilgan va 3000 turni o'z ichiga oladi

Biosfera (yunoncha "bios" - hayot, "shar" - to'p) hayotni tashuvchisi sifatida sayyoramizning evolyutsion rivojlanishi natijasida tirik mavjudotlar paydo bo'lishi bilan paydo bo'ldi. Biosfera deganda, Yer qobig'ining tirik organizmlar yashaydigan qismi tushuniladi. Biosfera haqidagi ta'limotni akademik Vladimir Ivanovich Vernadskiy (1863-1945) yaratgan. V.I.Vernadskiy biosfera nazariyasining asoschisi va Yerning yoshini radioaktiv elementlarning yarim yemirilish davri bilan aniqlash usulidir. U birinchi bo'lib o'simliklarning, hayvonlarning va mikroorganizmlarning er qobig'ining kimyoviy elementlari harakatidagi ulkan rolini ochib berdi.

Biosfera ma'lum chegaralarga ega. Biosferaning yuqori chegarasi Yer yuzasidan 15-20 km balandlikda joylashgan. Bu stratosferada sodir bo'ladi. Tirik organizmlarning asosiy qismi pastki havo konvertida - troposferada joylashgan. Troposferaning eng past qismida (50-70 m) eng ko'p aholi istiqomat qiladi.

Hayotning pastki chegarasi litosfera bo'ylab 2-3 km chuqurlikda o'tadi. Hayot asosan litosferaning yuqori qismida - tuproqda va uning yuzasida to'plangan. Sayyoramizning suv qobig'i (gidrosfera) Yer yuzining 71 foizigacha egallaydi.

Agar barcha geosferalarning kattaligini taqqoslasak, unda litosfera massasi bo'yicha eng kattasi, atmosferasi eng kichik deb aytish mumkin. Tirik mavjudotlarning biomassasi geosferalarning kattaligiga nisbatan kichik (0,01%). IN turli qismlar biosfera, hayot zichligi bir xil emas. Eng ko'p organizmlar litosfera va gidrosfera yuzasida uchraydi. Biomassaning tarkibi zonalarga qarab ham farq qiladi. Tropik o'rmonlar maksimal zichlikka ega, Arktika va baland tog'li hududlardagi muzlar zichligi past.

Biomassa. Biomassani tashkil etuvchi organizmlar ulkan ko'payish va sayyora bo'ylab tarqalish qobiliyatiga ega ("Borliq uchun kurash" bo'limiga qarang). Ko'paytirish shartlari hayot zichligi. Bu organizmlarning kattaligiga va hayot uchun zarur bo'lgan maydonga bog'liq. Hayotning zichligi organizmlarning maydon, oziq-ovqat, havo, suv uchun kurashini yaratadi. Jarayonda tabiiy selektsiya va fitnes, hayotning eng yuqori zichligiga ega bo'lgan ko'plab organizmlar bir sohada to'plangan.

Sushi biomassasi.

Yerning quruqligida qutblardan ekvatorgacha biomassa asta-sekin o'sib boradi. O'simliklarning eng katta kontsentratsiyasi va xilma-xilligi namlikda bo'ladi yomg'ir o'rmoni... Hayvon turlarining soni va xilma-xilligi o'simlik massasiga bog'liq bo'lib, ekvator tomon ham ko'payadi. Bir-biriga bog'langan oziq-ovqat zanjirlari kimyoviy elementlar va energiyani uzatishning murakkab tarmog'ini tashkil qiladi. Organizmlar orasida bo'sh joy, oziq-ovqat, yorug'lik, kislorodga ega bo'lish uchun qattiq kurash olib borilmoqda.

Tuproq biomassasi. Tirik muhit sifatida tuproq bir qator o'ziga xos xususiyatlarga ega: yuqori zichlik, harorat tebranishlarining kichik amplitudasi; u xira emas, kislorodga kam va tarkibida mineral tuzlar erigan suv bor.

Tuproq aholisi o'ziga xos biotsenotik kompleksni anglatadi. Tuproqda qo'ziqorinlarning organik moddalarini parchalaydigan ko'plab bakteriyalar mavjud (500 t / ga gacha), yashil va ko'k-yashil suv o'tlari sirt qatlamlarida yashaydi, fotosintez paytida tuproqni kislorod bilan boyitadi. Tuproq qatlamiga protozoa - amyoba, flagellates, siliatlarga boy bo'lgan yuqori o'simliklarning ildizlari kirib boradi. Hatto Charlz Darvin ham tuproqni yumshatuvchi, yutadigan va me'da shirasi bilan to'yingan tuproq qurtlari roliga e'tibor qaratdi. Bundan tashqari, tuproqda chumolilar, shomillar, mollar, marmotlar, maydalangan sincaplar va boshqa hayvonlar yashaydi. Tuproqning barcha aholisi tuproqni shakllantirish ishlarini bajaradilar, tuproq unumdorligini yaratishda qatnashadilar. Biosferadagi moddalarning umumiy aylanishida ko'plab tuproq organizmlari ishtirok etadi.

Jahon okeanining biomassasi.

Yerning gidrosferasi yoki Jahon okeani sayyora yuzasining 2/3 qismidan ko'proq qismini egallaydi. Suv organizmlarning hayoti uchun muhim bo'lgan maxsus xususiyatlarga ega. Uning yuqori issiqlik quvvati okean va dengizlarning haroratini bir xil qiladi, qishda va yozda haddan tashqari harorat o'zgarishini yumshatadi. Jismoniy xususiyatlar va kimyoviy tarkibi Okean suvlari juda barqaror va hayot uchun qulay muhit yaratadi. Okean butun sayyorada sodir bo'layotgan fotosintezning 1/3 qismiga to'g'ri keladi.

Suvda osilgan bir hujayrali suv o'tlari va mayda hayvonlar plankton hosil qiladi. Plankton okean faunasini oziqlantirishda katta ahamiyatga ega.

Okeanda, plankton va erkin suzuvchi hayvonlar bilan bir qatorda, tubiga bog'langan va u bo'ylab yuradigan ko'plab organizmlar mavjud. Pastki yashovchilar bentos deb ataladi.

Jahon okeanida tirik biomassa quruqlikdan 1000 baravar kam. Okeanning barcha qismlarida parchalanadigan mikroorganizmlar mavjud organik moddalar mineralga.

Biosferadagi moddalar aylanishi va energiyaning konversiyasi. Anorganik muhit bilan o'zaro aloqada bo'lgan o'simlik va hayvon organizmlari tabiatdagi moddalar va energiyaning uzluksiz aylanishiga kiradi.

Tabiatdagi uglerod ohaktosh va marmar shaklida toshlarda uchraydi. Uglerodning katta qismi atmosferada karbonat angidrid gazida uchraydi. Havodan karbonat angidrid fotosintez paytida yashil o'simliklar tomonidan so'riladi. Uglerod o'simliklar va hayvonlarning o'lik qoldiqlarini yo'q qiladigan bakteriyalar faoliyati tufayli tsiklga kiritilgan.

O'simliklar va hayvonlar parchalanganda azot ammiak shaklida ajralib chiqadi. Nitrofiya qiluvchi bakteriyalar ammiakni azotli va nitrat kislota tuzlariga aylantiradi, ular o'simliklar tomonidan so'riladi. Bundan tashqari, ba'zi azot biriktiruvchi bakteriyalar atmosferadagi azotni o'zlashtira oladi.

Toshlarda fosforning katta zaxiralari mavjud. Vayron bo'lganida, bu jinslar fosforni quruqlikdagi ekologik tizimlarga berishadi, ammo ba'zi fosfatlar suv aylanishida ishtirok etib, dengizga olib ketiladi. Fosfatlar o'lik qoldiqlar bilan birga tubiga cho'kadi. Ulardan ba'zilari ishlatiladi, boshqalari esa chuqur cho'kindilarda yo'qoladi. Shunday qilib, fosforni iste'mol qilish va uning aylanishiga qaytishi o'rtasida nomuvofiqlik mavjud.

Biosferadagi moddalar aylanishi natijasida elementlarning doimiy biogen migratsiyasi yuz beradi. O'simliklar va hayvonlarning hayoti uchun zarur bo'lgan kimyoviy elementlar atrofdan organizmga o'tadi. Organizmlar parchalanganda, bu elementlar atrofga qaytadi, u erdan yana tanaga kiradi.

Elementlarning biogen migratsiyasi ishtirok etadi turli xil organizmlarshu jumladan shaxs.

Biosferadagi insonning roli. Inson - biosfera biomassasining bir qismi - uzoq vaqt davomida bevosita bog'liq bo'lgan atrofdagi tabiat... Miyaning rivojlanishi bilan inson o'zi Yerdagi evolyutsiyaning kuchli omiliga aylanadi. Inson energiyaning turli shakllarini - mexanik, elektr va atomiklarni o'zlashtirishi er qobig'ining sezilarli o'zgarishiga va atomlarning biogen migratsiyasiga yordam berdi. Foyda bilan birga insonning tabiatga aralashuvi ko'pincha unga zarar keltiradi. Inson faoliyati ko'pincha buzilishga olib keladi tabiiy naqshlar... Biosferaning buzilishi va o'zgarishi katta tashvish tug'diradi. Shu munosabat bilan 1971 yilda SSSR tarkibiga kiruvchi YuNESKO (Birlashgan Millatlar Tashkilotining Ta'lim, fan va madaniyat masalalari bo'yicha tashkiloti) tomonidan biosferadagi o'zgarishlarni va inson resurslari ostidagi o'zgarishlarni o'rganadigan "Inson va biosfera" xalqaro biologik dasturi (IBP) qabul qilindi. chalinish xavfi.

SSSR Konstitutsiyasining 18-moddasida shunday deyilgan: "Hozirgi va kelajak avlodlar manfaatlari yo'lida SSSR yer va uning er osti boyliklarini muhofaza qilish va ilmiy asoslangan, oqilona foydalanish uchun zarur choralarni ko'rmoqda; suv resurslari, o'simlik va hayvonot dunyosi, toza havo va suvni saqlash, tabiiy resurslarning ko'payishini ta'minlash va yaxshilash atrofdagi odam Chorshanba ".

Sitologik vazifalar bir necha turga kiradi.

1. "Hujayraning kimyoviy tashkiloti" mavzusida ular ikkinchi DNK spirali qurish muammolarini hal qilishadi; har bir nukleotidning foizini aniqlash va hk., masalan, №1 topshiriq. Bir DNK zanjiri joylashgan joyda nukleotidlar mavjud: T - C - TA - G - T - A - A - T. Aniqlang: 1) ikkinchi ipning tuzilishi, 2) har bir nukleotidning ma'lum bir segmentdagi ulushi.

Yechish: 1) Ikkinchi zanjirning tuzilishi bir-birini to'ldiruvchi printsipga muvofiq belgilanadi. Javob: A - G - A - T - C - A - T - T - A

2) berilgan DNK segmentining ikkita zanjirida 18 nukleotid (100%) mavjud. Javob: A \u003d 7 nukleotid (38,9%) T \u003d 7 - (38,9%); G \u003d 2 - (11,1%) va C \u003d 2 - (11,1%).

II. "Hujayrada metabolizm va energiyaning konversiyasi" mavzusida ular DNK kodi bilan oqsilning birlamchi tuzilishini aniqlash masalasini hal qilishadi; oqsilning birlamchi tuzilishiga ko'ra gen tuzilishi, masalan, 2-topshiriq. Agar nukleotidlar bitta DNK zanjiri joylashgan joyda quyidagi ketma-ketlikda joylashgan bo'lsa, sintezlangan oqsilning birlamchi tuzilishini aniqlang.

1. Ketma-ketlikni buzmasdan, nukleotidlarni uchliklarga guruhlang: GAT - ACA - ATG - GTT - CGT.
2. Bir-birini to'ldiruvchi i-RNK zanjirini yarating: TsUA - UGU - UAC - TsAA - GC A

Muammolarni hal qilish

3. Genetik kod jadvali bo'yicha ushbu uchlik bilan kodlangan aminokislotalarni aniqlang. Javob: lei-cis-tir-glun-ala. Xuddi shunday masalalar ham hujayrada sodir bo'ladigan jarayonlarning tegishli naqshlari va ketma-ketligi asosida xuddi shunday echiladi.

Genetika masalalari "Irsiyatning asosiy qonunlari" mavzusida echilgan. Bu monohibrid, dihibrid o'tishi va boshqa nasl-nasab qonunlari uchun vazifalar, masalan, № 3-masala. Qora quyonlarni o'zaro kesib o'tganda, avlodlar 3 ta qora quyon va 1 ta oq rang ishlab chiqarishgan. Ota-onalar va avlodlarning genotiplarini aniqlang.

1. Parchalanish belgilarining qonunini boshqarib, ushbu xochda dominant va retsessiv xususiyatlarning namoyon bo'lishini belgilaydigan genlarni belgilang. Qora kostyum-A, oq - a;
2. Ota-onalarning genotiplarini aniqlang (3: 1 nisbatda bo'linadigan nasl berish). Javob: Aa.
3. Gametalar tozaligi gipotezasi va meyoz mexanizmidan foydalanib, kesishish sxemasini yozing va naslning genotiplarini aniqlang.

Javob: oq quyonning genotipi aa, qora quyonlarning genotiplari 1 AA, 2Aa.

Xuddi shu ketma-ketlikda, tegishli qonunlardan foydalangan holda, boshqa genetik muammolar echiladi.

Fotosintez sayyoramizdagi barcha hayotning markazidir. Quruqlikdagi o'simliklar, suv o'tlari va ko'plab turdagi bakteriyalarda sodir bo'ladigan bu jarayon Erdagi deyarli barcha hayot shakllarining mavjudligini aniqlaydi, quyosh nurlari oqimlarini kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylantiradi, so'ngra bu bosqichma-bosqich ko'plab sonlarning tepasiga uzatiladi. oziq-ovqat zanjirlari.

Ehtimol, xuddi shu jarayon bir vaqtning o'zida Yer atmosferasida kislorodning qisman bosimining keskin o'sishini va karbonat angidrid ulushining pasayishini boshlagan va bu oxir-oqibat ko'plab murakkab organizmlarning gullab-yashnashiga olib kelgan. Va hozirgi kunga qadar, ko'plab olimlarning fikriga ko'ra, odamlar tomonidan har kuni millionlab tonnani yoqish natijasida havoga chiqadigan CO 2 ning tezkor hujumini faqat fotosintez to'xtata oladi. turli xil turlari uglevodorod yoqilg'isi.

Amerikalik olimlarning yangi kashfiyoti fotosintez jarayoniga yangicha qarashga majbur qiladi

"Oddiy" fotosintez paytida ushbu hayotiy gaz "yon mahsulot" sifatida ishlab chiqariladi. Oddiy sharoitlarda fotosintez fabrikalari CO 2 ni bog'lash va uglevodlarni ishlab chiqarish uchun zarur bo'lib, keyinchalik ko'plab hujayra ichidagi jarayonlarda energiya manbai bo'lib xizmat qiladi. Ushbu "fabrikalarda" yorug'lik energiyasi suv molekulalarining parchalanishiga sarflanadi, bu vaqtda karbonat angidrid va uglevodlarni biriktirish uchun zarur bo'lgan elektronlar ajralib chiqadi. Bu parchalanish natijasida kislorod O 2 ham ajralib chiqadi.

Yangi kashf etilgan jarayonda karbonat angidridni assimilyatsiya qilish uchun suvning parchalanishi paytida bo'shatilgan elektronlarning ozgina qismi ishlatiladi. Teskari jarayonda ularning sher ulushi "yangi ajralib chiqqan" kisloroddan suv molekulalarining hosil bo'lishiga to'g'ri keladi. Shu bilan birga, yangi kashf etilgan fotosintez jarayonida aylanadigan energiya uglevodlar shaklida saqlanmaydi, balki to'g'ridan-to'g'ri hayotiy hujayra ichidagi energiya iste'molchilariga o'tadi. Biroq, bunday jarayonning batafsil mexanizmi hali ham sir bo'lib qolmoqda.

Tashqi tomondan, fotosintez jarayonining bunday modifikatsiyasi Quyoshning vaqtini va kuchini behuda sarflash kabi ko'rinishi mumkin. Millionlab yillar davomida evolyutsion sinovlar va xatolar har bir kichik narsa nihoyatda samarali tarzda tashkil qilingan tirik tabiatda bunday past samaradorlikka ega jarayon bo'lishi mumkinligiga ishonish qiyin.

Shunga qaramay, ushbu parametr fotosintezning murakkab va mo'rt apparatlarini quyosh nurlarining haddan tashqari ta'siridan himoya qilishga imkon beradi.

Haqiqat shundaki, bakteriyalardagi fotosintez jarayonini kerakli tarkibiy qismlar bo'lmagan taqdirda to'xtatish mumkin emas atrof-muhit... Mikroorganizmlar quyosh nurlari ta'sirida ekan, ular yorug'lik energiyasini kimyoviy bog'lanish energiyasiga aylantirishga majbur. Kerakli tarkibiy qismlar bo'lmasa, fotosintez butun hujayra uchun zararli bo'lgan erkin radikallarning paydo bo'lishiga olib kelishi mumkin va shuning uchun siyanobakteriyalar fotonlarning energiyasini suvdan suvga o'tkazish uchun zaxira variantisiz qila olmaydi.

CO 2 ning uglevodlarga aylanish darajasining pasayishi va molekulyar kislorodning kamayib ketishining bu ta'siri Atlantika va tabiiy sharoitda yaqinda o'tkazilgan bir qator ishlarda kuzatilgan. Tinch okeani... Ma'lum bo'lishicha, ularning suv maydonlarining deyarli yarmida ozuqaviy moddalar va temir ionlarining kamaygan miqdori kuzatiladi. Binobarin,

ushbu suvlar aholisi iste'mol qiladigan quyosh nurlarining taxminan yarmi karbonat angidridni yutish va kislorodni chiqarish uchun odatiy mexanizmni chetlab o'tishga aylanadi.

Demak, dengiz avtotroflarining CO 2 yutilish jarayoniga qo'shgan hissasi ilgari ancha yuqori baholangan.

Djo Buri nomidagi Karnegi instituti Jahon ekologiyasi bo'limining mutaxassislaridan biri sifatida yangi kashfiyot dengiz mikroorganizmlari hujayralarida quyosh energiyasini qayta ishlash jarayonlari haqidagi tushunchamizni sezilarli darajada o'zgartiradi. Uning so'zlariga ko'ra, olimlar yangi jarayon mexanizmini hali ochib berishmagan, ammo hozir ham uning mavjudligi bizni CO2 ning dunyo suvlarida fotosintez bilan singdirish ko'lamining zamonaviy baholariga boshqacha qarashga majbur qiladi.