Каково влияние живых организмов на глобальные круговороты веществ в природе?

Живые организмы играют ключевую роль в глобальных круговоротах веществ в природе. Благодаря их жизнедеятельности химические элементы постоянно переходят из неживой природы в живое вещество и обратно. Именно поэтому круговороты углерода, кислорода, азота, фосфора, серы и воды тесно связаны с деятельностью растений, животных, грибов и микроорганизмов.

Особенно велико влияние живых организмов на круговорот углерода. Зеленые растения, водоросли и некоторые бактерии в процессе фотосинтеза поглощают углекислый газ из атмосферы или воды и превращают содержащийся в нем углерод в органические вещества. Эти вещества затем переходят по пищевым цепям к животным и другим организмам. При дыхании, разложении мертвых организмов и органических остатков часть углерода снова возвращается в окружающую среду в виде углекислого газа. Некоторая его доля может надолго накапливаться в почвах, донных отложениях и горных породах.

С круговоротом углерода непосредственно связан круговорот кислорода. При фотосинтезе растения и другие фотосинтезирующие организмы выделяют кислород. Он расходуется при дыхании большинства живых существ, при разложении органических веществ и в различных процессах окисления. Таким образом, живые организмы участвуют в поддержании состава атмосферы и соотношения в ней основных газов.

Очень заметно влияние организмов и на круговорот азота. Хотя в атмосфере содержится большое количество азота, большинство растений не способно непосредственно усваивать его в молекулярной форме. Некоторые бактерии связывают атмосферный азот и превращают его в соединения, доступные растениям. Растения включают азот в состав белков и других органических веществ, после чего он передается животным по пищевым цепям. После гибели организмов и выделения продуктов их жизнедеятельности микроорганизмы разлагают органические соединения азота. Другие бактерии способны возвращать азот обратно в атмосферу.

Организмы участвуют и в круговороте фосфора. Растения поглощают соединения фосфора из почвы, животные получают их с пищей. После смерти организмов и разложения их остатков фосфор снова поступает в почву и воду. Часть фосфорсодержащих веществ может оседать на дне водоемов и в дальнейшем участвовать в образовании осадочных пород.

Большое значение живые организмы имеют для круговорота воды. Растения поглощают воду корнями и испаряют ее через листья. Этот процесс называется транспирацией. Огромные лесные массивы способны переносить значительные количества воды из почвы в атмосферу и тем самым влиять на влажность воздуха, образование облаков и количество осадков. Животные и микроорганизмы также участвуют в обмене воды, хотя их вклад обычно меньше.

Особая роль принадлежит организмам-разрушителям — бактериям и грибам. Они разлагают остатки растений и животных, превращая сложные органические вещества в более простые минеральные соединения. Благодаря этому химические элементы не остаются навсегда связанными в мертвом органическом веществе, а вновь становятся доступными растениям. Без деятельности микроорганизмов многие биогеохимические циклы значительно замедлились бы.

Живые организмы могут также накапливать определенные химические элементы. Например, морские организмы используют кальций для построения раковин и скелетов. После их гибели остатки опускаются на дно и со временем могут образовывать мощные толщи известковых пород. Таким образом, деятельность организмов способна влиять не только на современные экосистемы, но и на геологические процессы, происходящие в течение миллионов лет.

В целом живые организмы являются важнейшей движущей силой глобальных биогеохимических круговоротов. Они поглощают вещества из атмосферы, гидросферы и почвы, преобразуют их в составе живого вещества, передают по пищевым цепям, а после смерти возвращают обратно в окружающую среду. Благодаря этому обеспечиваются непрерывный обмен веществ между живой и неживой природой, плодородие почв, относительное постоянство состава атмосферы и устойчивость биосферы в целом.