1.
УВОД
Живот на Земљи зависи од одређеног броја различитих природних циклуса. Један од
њих је енергетски циклус, односно циклус протока енергије у природи. Овај циклус
почиње са светлосном енергијом коју биљке упијају стварајући храну за сопствени раст и
развој у процесу фотосинтезе (биљке упијају Сунчеву светлост помоћу хлорофила - зелене
материје у листовима која у биљци претвара угљен-диоксид и воду у угљене хидрате и
целулозу отпуштајући кисеоник као нуспродукт овог процеса). Стога су биљке прва
карика у овом ланцу и називају се произвођачима у циклусу протока енергије. Циклус
енергије се даље наставља када биљке једу биљоједи који представљају примарне
потрошаче, тј. потрошаче првог реда. Месоједи, потрошачи другог реда, следећа су карика
у ланцу циклуса енергије, јер се они хране биљоједима. Приликом протока енергије од
карике до карике у овом ланцу, део енергије се губи у виду топлоте и несварених материја.
Мртви организми дају енергију разграђивачима (бактеријама и гљивама), последњим
карикама у ланцу циклуса протока енергије који разграђене материје враћају у земљу
одакле их, растворене у води, биљке црпу за свој раст и развој и почетак још једног
циклуса протока енергије у природи.
2.
РАЗМЕНА МАТЕРИЈЕ
Познато је да се живот одвија уз перманентну размену материје која као што смо
видели има затворени карактер кружења. Непрекидност протока и трансформације
енергије у живим системима је основни предуслов живота. Способност организма да веже,
депонује, искористи, трансформише и ослобађа енергију - основа је целог живота, при
чему је размена енергије високорегулаторан процес у времену и простору. Познато је да
читав живот зависи од фотосинтезе зелених аутотрофних биљака, при чему се сунчева
енергија трансформише у хемијску енергију. Према томе читав живот окренут је према
радијационој енергији сунца која омогућује фотохемијске реакције у фотосинтези. Иначе
Сунце је један огромни нуклеарни реактор који процесима фисије ослобађа око 5
милијарди килограма масе конвертоване у енергију сваке секунде. Од количине сунчеве
енергије која доспева на земљу свега се 3% користи у процесима фотосинтезе. Из
видљивог дела спектра биљке користе само црвени и плави део спектра.
Унутар босфере постоје два типа кружења материја односно елемената у оквиру тих
материја:
1) гасни тип кружења чији је главни резервоар ваздух за одређене елементе као што
је угљеник,кисеоник и азот
2) седиментациони тип са тлом односно стенама као главним
резервоаром(фосфор,сумпор,јод).
За први тип карактеристична је равномерна дисперзија,док код другог типа могуће је
да концентрације елемената буду неравномерно распоређене,а честа су варирања
сезонског каракера.
Кружење воде (хидролошки циклус)
Вода је најобилније заступљена компонента биосфере.Јавља се утри агрегатна
стања:водене паре у атмосфери;површинских(мора,језера,река,мочвара),подземних вода и
ледника.Највећи део од укупне воде отпада на мора и океане 97%;слана вода је претежно
распоређена на јужној хемисфери.тако да се из овога види да је количина слатке воде,која
је од највећег интереса за човека,ограничена.Просечно 70% тежинског састава живих
организама чини вода.
Функције воде су многоструке и могу се свести на следеће:
вода као геолошки фактор таложењем,ерозијом и др. ваја и мења лик земљине коре
као моделатор климе вода уобличава дневно ноћне варијације температуре
ослобађањем топлоте вода функционише као терморегулациона
полуга(пр.ослобађање топлоте тела путем зноја)
транспортна улога воде огледа се у транспорту материја унутар организма преко
крвних токова или преко спроводних снопића код биљака
вода је универзални растварач па према томе омогућује размену материја између
ћелија и ткива или апсорпцију минералних материја из подлоге биљака које су у
растворљивом облику
вода представља унутрашњу средину живих бића
Елементи циклуса кружења воде су евапорација или испаравање и падавине,при чему
се падавине могу појавити хиљадама колометара од места евапорације.Значајан допринос
испаравањима дају биљке путем транспирације.
Кружење угљеника
После воде угљеник је најзаступљенија компонента живих система о чему сведочи
податак да 49% суве материје организма чини угљеник.Основни ток кружења угљеника
усмерен је из атмосфере према продуцентима(аутотрофне биљке) до конзумената
(хетеротрофи) при чему се аеробним дисањем велики део угљеника враћа у атмосферу у
облику СО2.Угљеник који потиче из остатка угинулих биљака и животиња,деловањем
разграђивача враћа се у атмосферу,при потпуном разлагању у облику СО2.Основни извор
угљеника за екосистеме је СО2 који се у атмосфери налази у количини од 0,035%.Додатни
и значајан резервоар угљеника су океани,који иначе имају утицај нарегулацију количине
угљен-диоксида у атмосфери.На површини воде се успоставља одређен однос између
угљен-диоксида из атмосфере и воде који има двосмерни карактер.Уколико је
концентрација СО2 у ваздуху већа извесна којичина се враћа у воду,и даје угљену
киселину која дисосује на водоников и бикарбонатни јон,док се не успостави нормална
равнотежа.Највећи конзументи угљен-диоксида из атмосфере су шумске заједницена
копну,док су у мору примарни фиксатори угљен-диоксида аутотрофни акватични
организми(фитопланктон)који служи као извор хране зоопланктону и другим ситним
животињама.
Кружење азота
Два су основна резервоара азота у биосфери.Велики резервоар азота налази се у
атмосфери где је азот заступљен са 78%.Иако живи свет такорећи "плива" у овом океану
азота,његово коришћење је веома ограничених размера.Други извор азота представља
земљиште у коме се он налази у облику неорганских једињења(нитрати,нитрити и
амонијумове соли) и у облику органских једињења(уреа,аминокиселине и др.)која настаје
деградацијом остатака биљака и животиња или се налази у њиховим излучевинама.Ако су
у питању нитрати и нитрити њиховом редукцијом уз учешће ензима нитратне
редуктазе,преводе се у редуковану форму НХ4, која се даље може уградити у
аминокиселине ,протеине и др. органска једињења.
