DSCN6037 (Kopiowanie)

żre* i leg" determinanty 27

[ tracona, organizmy muszą stale pobierać energią z zewnątrz. Organizmy tzw. cudzftżyssjie ^fiiTotroficznc) pobierają energię pod postacią spożywanych przez nie związków organicznych. Organizmy tzw. samożywne (autotroflczne) pobierają energią świetlną bądź energię wyzwoloną _vprocesach utleniania niektórych związków i dzięki tej energii przetwarzają związki nieorganiczne ti związki organiczne. Całość przemian chemicznych i energetycznych danego organizmu nazywamy gtftaholizmem tegoż organizmu.

Zwierzęta, aby żyć - muszą pobierać tlen i związki organiczne, które wytwarzane są przez rośliny. Rośliny również oddychają (zużywają tlen), lecz proces fotosyntezy - w którym tlen jest wydalany - znacznie przeważa nad oddychaniem. Dlatego też najważniejszym źródłem tlenu na Ziemi jest fotosynteza. Z kolei do procesu fotosyntezy niezbędny jest dwutlenek węgla. Koło wzajemnych zależności się zamyka - bez zwierząt nic mogłyby istnieć rośliny, bez roślin - zwierzęta. Niemożliwe byłoby również życic bez drobnoustrojów.

Zarówno istnienie organizmów, jak wymiana materii i energii między nimi, zachodzą w określonym środowisku - w biosferze (w oceanie, w lesie, na łące bądź w kropli wody). Nauka badająca związki między organizmami oraz między nimi a środowiskiem nosi nazwę ekologii (od greckich słów oikos - dom; logos - słowo, nauka).

Prześledźmy teraz procesy przemiany materii i energii, przedstawiając je - w sposób bardzo uproszczony - na modelu cząsteczki glukozy. Glukoza, o wzorze sumarycznym C_ftH _|?0₄, rozkładana jest w organizmie zwierzęcym w obecności tlenu do dwutlenku węgla i wody z wydzieleniem energii według wzoru:

C.H„0. + 6 0,-* energia + 6 CO, + 6 H O

Z wydalonych przez zwierzęta wody i dwutlenku węgla rośliny są w stanie znów zsyntetyzować cząsteczkę glukozy, a więc z punktu widzenia przemiany materii (ale nie energii?) reakcja ta jest w pełni odwracalna i można ją zapisać:

C₄H,j0₄ + 6 Oj « > energia + 6 C0₂ + 6 H,0

Rośliny lądowe asymilują rocznie około 30 miliardów ton dwutlenku węgla, zaś rośliny i inne organizmy samożywne w rzekach, morzach i oceanach pochłaniają go w tym samym czasie około 300miliardów ton. Zasoby tego gazu w atmosferze obliczane są na około 120 bilionów ton — zatem nie starczyłoby ich na długo, gdyby nie były wciąż uzupełniane przez procesy oddychania. Rośliny wydalają w ciągu doby ilość dwutlenku węgla sięgającą 1 % ich masy, zwierzęta kilkakrotnie więcej (na przykład ptaki do 25% masy ciała). Bakterie oddychając wydalają znaczne ilości tego gazu. kilkakrotnie przewyższające swą masą masę komórki bakteryjnej.

Rycina 1-6 przedstawia schemat krążenia węgla w biosferze. Jak widzimy, głównym „pochłaniaczem”dwutlenku węgla są rośliny. Pewna ilość tego gazu rozprasza się w wodzie, część powstających w ten sposób jonów węglanowych „uwięziona” zostaje w postaci węglanów wapnia (pokłady wapieni). Oblicza się, że w litosferze zmagazynowane jest około 60-10¹⁵ (sześćdziesiąt biliardów)ton dwutlenku węgla w postaci skał wapiennych, wytworzonych przez istoty żywe w ciągu około miliarda lat. Proces powstawania węglanów wapnia pochłania i dzisiaj około 0,6 miliarda ton dwutlenku węgla rocznie. A zatem węgla dawno nie starczyłoby na Ziemi, gdyby - w postaci dwutlenku węgla - nie powracał on do atmosfery. Powraca przede wszystkim w procesach oddychania: zwierzę, zjadając roślinę, zjada związki organiczne. Część węgla zostaje zatem wydalona jako produkt oddychania, reszta zaś będzie rozłożona do dwutlenku węgla po śmierci zwierzęcia. Wietrzejące i rozpuszczające się skały wapienne uwalniają CO_r Trafia on też do atmosfery wraz z gazami wulkanicznymi. I wreszcie zmagazynowany w litosferze węgiel trafia do atmosfery w wielkich