3582316806

Tadeusz Trzmiel

ZARYS EKOLOGII BIOCHEMICZNEJ

Wstęp

Ekologia biochemiczna jest dyscypliną naukową powstałą na styku biochemii i ekologii. Zajmuje się wyjaśnieniem specyficznych cech równowagi ekologicznej w biosferze oraz mechanizmami jej podtrzymywania i zakłócania. Bada min. budowę i funkcję rozmaitych związków organicznych wytwarzanych przez komórki organizmów żywych (zwłaszcza metabolitów wtórnych), wpływających na stabilność ekosystemów. Wykazuje jednocześnie, jak zanieczyszczenia chemiczne środowiska mogą zakłócać procesy ekologiczne i zmieniać równowagę ekologiczną w poszczególnych częściach biosfery.

Dla porządku, należy w tym miejscu zdefiniować kilka pojęć używanych w dalszej części tego artykułu

Biosfera jest to przestrzeń (środowisko) bytowania organizmów.

Ekosystem to układ ekologiczny obejmujący żywe organizmy (biocenozę) i środowisko nieożywione (biotop), w którym zachodzi obieg materii i przepływ energii.

Ochrona środowiska to przedsięwzięcia podejmowane w celu zapobiegania, ograniczania i usuwania następstw zanieczyszczenia środowiska.

Ksenobiotyki to substancje obce i szkodliwe dla środowiska naturalnego, syntetyzowane sztucznie przez człowieka i nie występujące naturalnie w przyrodzie.

Toksyny to substancje chemiczne wytwarzane przez organizmy żywe (np. niektóre bakterie i pleśnie), mające właściwości trujące dla innych organizmów (np. antybiotyki).

Sukcesja ekologiczna to naturalne następstwo (po sobie) wybranych gatunków roślin i zwierząt, a także drobnoustrojów. Np. niektóre grupy mikroorganizmów występują kolejno po sobie prowadząc sukcesywną przemianę materii. Proces kolejnych dominacji drobnoustrojów z różnych grup powtarza się, aż do całkowitego rozkładu substratu -występuje m.in przy samooczyszczaniu wód.

Równowaga ekologiczna (biologiczna) w ekosystemach wynika z oddziaływań żywych organizmów (czyli biocenozy) z czynnikami danego biotopu (np. jezioro, pH, temp., nasłonecznienie) oraz oddziaływań pomiędzy żywymi organizmami.

Oddziaływania pomiędzy żywymi organizmami można podzielić na dwa typy;

1.    Oddziaływania z udziałem substancji stanowiących dla otrzymujących je organizmów źródło energii lub składników strukturalnych.

2.    Oddziaływania za pomocą związków chemicznych odgrywających głównie rolę nośników informacji lub regulatorów procesów ekologicznych. Związki te są wytwarzane i wydzielane przez żywe organizmy do środowiska w niewielkich ilościach, wiele z nich znanych jest biochemikom (np. antybiotyki) i zaliczanych jest do metabolitów wtórnych.

Metabolity wtórne to substancje o różnorodnej budowie chemicznej wytwarzane podczas metabolizmu komórkowego i wydzielane przez żywe organizmy do środowiska w niewielkich ilościach, nie będące dla nich źródłem energii ani składnikiem strukturalnym, a