1

Aty

6I0Z . EkCŁ

BIOLOGICZNE PROCESY ROZKŁADU MATERII ORGANICZNEJ

Rozkład jest drugim obok produkcji procesem chemicznym, charakterystycznym dla całej biosfery. Jest to przejaw procesu oddychania pojedynczych organizmów, obserwowany na poziomie ekosystemu. Polega na przetwarzaniu wielkocząsteczkowych związków organicznych, powstałych w procesie fotosyntezy lub chcmosyntezy, na proste związki nieorganiczne takie jak: dwutlenek węgla, woda, jony wodorowe, aniony i kationy. Z kolei zawarta w wiązaniach chemicznych energia zostaje uwolniona w postaci ciepła. Proces ten przebiega stopniowo, ma mnóstwo stadiów pośrednich i nie zawsze dobiega do końca.

Wytworzona w ekosystemie przez producentów materia organiczna jest tylko w części wykorzystywana przez zwierzęta. W niektórych ekosystemach leśnych zaledwie 10% produkcji ^ierwomej netto zjadana jest ' . przez roślinożernych konsumentów. Cała reszta, a więc zdecydowana większość, trafia ostatecznie do ściółki i gleby lub opada na dno zbiorników wodnych tworząc osądy denne.’ Tam" materia ta ulega rozkładowi dokonywanemu głównie przez mikrokonsumentów. Podobnie rzecz się ma z produkcją wtórną, której większość również trafia do podłoża w postaci ciał martwych zwierząt, zrzuconych piór, włosów, wylinck, poroża, pokryw owadów, muszli ślimaków, czy wreszcie odchodów zwierzęcych. W ten sposób dostają się do podłoża (gleby I osadów) duże ilości różnorodnych związków organicznych, często trudno rozkładalnych. Resztki roślinne zawierają głównie wielocukry (lelulozę^rtlSTmcejujózeT oraz ligniny (spolimeryzowane pochodiic^enoIT); czyli substancje wchodzące w skład drewna, natomiast szczątki zwierzęce -"między innymi białko kerat>nę, z której zbudowane są pióra, pazury itp. oraz ^hitjmęTaminowielocukier). budulec owadzich powłok.

Procesy rozkładu wytworzonej materii organicznej są niezbędnym warunkiem utrzymywania się procesów produkcji. Gdyby nie było rozkładu. _z czasem wszystkie składniki pc^tarmoyc zostałyby uwięzione w ciałach martwych organizmów i Tch odchodach. W ciągu paru lat cała dostępna puTaCOj zostałaby wyczerpana przeż producentów i produkcja w biosferze uległaby zaliamowaniu. Jedynie w miejscach, gdzie nie dochodziło powietrze, niewielka część substancji organicznej wyprodukowanej przez rośliny zielone, przetrwała w postaci silnie zredukowanych związków węglow ych takich jak:.węgiel, ropa naftową czy gaz ziemny.

Rozkład jest wynikiem zarówno, procesów abiotycznych. iakTbIotvcznvch.

Częściowy rozkład martwych szczątków organicznych, bez udziału żywych organizmów (procesy abiotyczne), dokonuje się pod wpływem działania tlenu atmosferycznego, promieniowania słonecznego i wody. Jest to jednak proces powolny. Natomiast szybki i wydajny rozkład abiotyczny zachodzi na skutek pożarów jasów czy stepów. Jest to zjawisko naturalne, występujące dość często i charakterystyczne dla niektórych zbiorowisk roślinnych (borcalnc lasy Ameryki Północnej, zarośla śródziemnomorskie, australijski busz). Pożary na dużą skalę mogą przyczynić się do radykalnej mineralizacji ogromnej masy nagromadzonej materi: organicznej oraz do zmiany składu atmosfery, warunków klimatycznych i wytępienia znacznej liczby gatunków roślin i zwierząt.

z Biotycznym czynnikiem sprawczym rozkładu są wszystkie organizmy żvwc: rośliny, bakterie, grzyby, wszystkie zwierzęta, na wszystkich poziomach troficznych. Rośliny mineralizują z powrotem połowę zsyntetyzowanych przez siebie związków organicznych, zużywając na to tlen i wydaląjąc dwutlenek węgla. Makrokonsumenci i mikrokonsumenci doprowadzają do formy mineralnej większość pobranej z otoczenia materii organicznej, zarówno żywych organizmów, jak i martwych szczątków. Mikrnkcasurr.entów oraz tą część makrokonsumentów odżywiających się martwą materią organiczną znajdującą się w glebie i w mule dennym ekosystemów wodnych, określa się mianem Jctrytofagów. Materia organiczna jest przez nich rozdrabniana i powstaje tzw. detrytus.    ^-----

Duża część biomasy powstającej w wyniku fotosyntezy ulega mineralizacji w warunkach beztlenowych. Drobnoustroje uczestniczące w procesacirbcaicnoy.bgo rozkładu i wchodzące w skład beztlenowego łańcucha pokarmowego są dobrze zbadane (między uuiytni bakterie przeprowadzające beztlenowe oddychanie azotanowe. . siarczanowe, siarkowe, węglanowe, fumaranowc czy Żelazowe). Z drugiej strony, główna część biomasy jest rozkładana tlcnowo. Proces ten jest przeprowadzany przez organizmy prokariotyczne i eukariotyczne, z tym, że dominująTe drugie,'zarówno pod względem liczby organizmów, jak i ilości przetwarzanej biomasy. Przebieg tlenowego rozkładu jest znacznie bardziej rozgałęziony niż w beztlenowym łańcuchu pokarmowym. 7. tego powodu można w tym przypadku mówić nie o łańcuchu pokarmowym, lecz raczej o sieci pokarmowej. Drobnoustroje odgrywają także dużą rolę w trawieniu pokarmów i substancji odżywczych w układzie pokarmowym zwicrząt/Należy także podkreślić, iż w warunkach tlenowych wszystkie związki utworzone w wyniku biosyntezy ulegają degradacjiyOznacza to, że dla każdego związku, bez względu na skomplikowanie

o.wy^_gnajdzie się przynajmniej jeden mikroorganizm"'zdoTn^cnCgó" całkowitego TułTTzęSCiowego rozkładu. Powstałe produkty mogą być wykorzystywane prżczTmurorganizmy. Zasada ta nic dotyczy niektórych związków syntetycznych, produkowanych ptzez człowieka, Niektóre syntetyczne substancję nisko cząsteczkowe . oraz_jpalcijały o wysokim stopniu polimeryzacji okazały' się, po latach obserwacji ilŚadań, oporne na atak zc strony bakterii.

Rozkład większości martwych szczątków roślinnych i zwierzęcych zachodzi w glebie. Łatwiej degradowalne substancje ulegają szybszemu i całkowitemu utlenieniu do wody, dwutlenku węgla i związków