Как живые организмы поддерживают постоянство атмосферы

Вопрос: Какие процессы обеспечивают постоянство газового состава атмосферы (кислорода, углекислого газа, азота)? Приведите не менее трёх процессов и поясните их.

Ответ: При фотосинтезе выделяется кислород и поглощается углекислый газ. При дыхании и брожении наоборот: выделяется углекислый газ, поглощается кислород. Азотфиксирующие бактерии поглощают азот из атмосферы, а денитрифицирующие — выделяют молекулярный азот.

Объяснение

Чтобы газовый состав атмосферы оставался постоянным, должны существовать круговороты составляющих ее веществ: если вещества поглощаются в результате каких-то процессов, то они должны и возвращаться в следствие существования других процессов. Или же газы атмосферы вообще не должны участвовать ни в каких реакциях.

На Земле атмосфера в сегодняшнем виде сформировалась в том числе под влиянием жизнедеятельности организмов, а не только физических процессов. Живое «забирает» из нее газы, а также возвращает их «пропустив» через свои пищевые цепи. Благодаря этому поддерживается постоянство газового состава атмосферы.

Кислород необходим организмам для дыхания. Он используется для окисления органики, а, следовательно, поглощается из атмосферы подавляющим большинством живых организмов. В результате дыхания выделяется углекислый газ. Если бы на планете существовало только дыхание, то постепенно из атмосферы поглотился бы весь кислород, а концентрация углекислого газа сильно бы возросла.

Углекислый газ выделяют не только живые организмы. Это также делают промышленность и автомобили, что негативно влияет на атмосферу. Данный процесс также можно указать в ответе.

Насыщение атмосферы углекислым газом не происходит потому, что в процессе фотосинтеза происходит обратный поток веществ: углекислый газ поглощается, а кислород выделяется. Растения «забирают» углерод из газа и «встраивают» его в синтезируемые органические соединения. Далее в составе органики он «путешествует» по пищевым цепям: от растений к животным и микроорганизмам. Рано или поздно органика окисляется или разлагается, в результате чего снова образуется углекислый газ, который выделяется в атмосферу.

Кислород является побочным продуктом фотосинтеза. Когда-то атмосфера Земли имела восстановительный характер, кислорода в ней почти не было. Однако в процессе эволюции появились фотосинтезирующие организмы, которые «насытили» атмосферу кислородом. Это дало живому возможность использовать кислород для окисления органики, т. е. дышать, что более эффективно по-сравнению с брожением. В результате эволюция пошла быстрее.

Кроме того, кислород в верхних слоях атмосферы превращается в озон, который защищает поверхность от жесткого ультрафиолета. Это позволило организмам выйти на сушу.

Молекулярный азот фиксируется из атмосферы прокариотами, в основном бактериями. Это клубеньковые, азотфиксирующие бактерии, синезеленые водоросли. Далее его «обрабатывают» аммонофицирующие, нитрифицирующие бактерии. В конечном итоге прокариоты встраивают азот в органические и неорганические вещества, часть которых попадает в растения из почвы или путем симбиоза с бактериями. Далее связанный азот проходит через пищевые цепи и в составе белков снова оказывается в почве, где под действием аммонофицирующих, нитрифицирующих и, наконец, денитрифицирующих бактерий снова превращается в молекулярный и выделяется в атмосферу. Так заканчивается круговорот азота.