DSCN6037 (Kopiowanie)

27

/. Anr ' ./fK" drtmmimnUy

¹ stracona, organizmy muszą stale pobierać energią z zewnątrz. Organizmy tzw. {ud/e2y.WiU' (frfteroCroflc/.ne) pobierają energią pod postacią spożywanych przez nie związków organicznych.

I Organizmy tzw. samożywne <»utotroflczne> pobierają energią świetlną bądź energią wyzwoloną w procesach utleniania niektórych związków i dziąki tej energii przetwarzają związki nieorganiczne « związki organiczne. Całość przemian chemicznych i energetycznych danego organizmu nazywamy pictabolizmcm 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 niezbądny jest dwutlenek wągla. Koło , wzajemnych zależności się zamyka — bez zwierząt nie mogłyby istnieć rośliny, bez roślin zwierzęta. Niemożliwe byłoby również życic bez drobnoustrojów.

Zarówno istnienie organizmów, jak wymiana materii i energii miądzy nimi, zachodzą w określonym środowisku — w biosferze (w oceanie, w lesie, na łące bądź w kropli wody). Nauka badająca związki między organizmami oraz miądzy 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₍H_|20₆ , rozkładana jest w organizmie zwierzęcym w obecności tlenu do dwutlenku wągla i wody z wydzieleniem energii według wzoru:

C₆H|,0₆ + 6 O_z-* energia ■+■ 6 CO, -+- 6 H,0

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

C₆H,j0₆ + 6 Oj < "» energia + 6 C0₂ •+■ 6 HjO

Rośliny lądowe asymilują rocznie około 30 miliardów ton dwutlenku wągla, zaś rośliny i inne organizmy samożywne w rzekach, morzach i oceanach pochłaniają go w tym samym czasie około 300 miliardów 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 °/i> ich masy, zwierząta kilkakrotnie więcej (na przykład ptaki do 25% masy ciała). Bakterie oddychając wydalają znaczne ilości tego gazu, kilkakrotnie przewyższające swą masą masą komórki bakteryjnej.

Rycina 1-6 przedstawia schemat krążenia węgla w biosferze. Jak widzimy, głównym „pochłaniaczem” dwutlenku wągla 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 irozpuszczające się skały wapienne uwalniają C0₂. Trafia on też do atmosfery wraz z gazami wulkanicznymi. I wreszcie zmagazynowany w litosferze węgiel trafia do atmosfery w wielkich

t - ■    . . . _s „    '1 -* — I - -____1 • _ _ .a .    a    a