Најважније из лекције
План-резиме
-
Састав живих бића и порекло материје 1.1. Тело је изграђено од ћелија, молекула и атома; скоро 99% атома у људском телу чини пет основних елемената: кисеоник, угљеник, водоник, азот, калцијум и фосфор. 1.2. Атоми потичу са умирућих звезда, не могу се створити нити уништити, већ константно мењају облике и круже кроз биосферу.
-
Кружење материје кроз ланце исхране 2.1. Произвођачи (биљке и алге) узимају неорганске материје из ваздуха и земљишта градећи органске молекуле. 2.2. Потрошачи (биљоједи и месоједи) храњењем користе те молекуле за изградњу својих тела. 2.3. Разлагачи (бактерије и гљиве) разлажу органске остатке на просте неорганске молекуле и враћају их у тло и атмосферу.
-
Проток енергије у екосистему 3.1. За разлику од материје, енергија не кружи - њен проток је једносмеран. 3.2. Сунчеву светлост у хемијску енергију претварају аутотрофи током фотосинтезе. 3.3. Енергија се преноси кроз ланце исхране, делимично троши и на крају расипа у космос као топлота, због чега је екосистему потребан сталан прилив енергије.
-
Циклус кружења воде 4.1. Покреће га Сунчева енергија загревањем водених површина и копна. 4.2. Главни процеси:
- Испаравање и сублимација (прелазак воде и леда у водену пару).
- Кондензација (настанак облака) и поврат воде на земљу путем падавина (киша, снег).
- Транспирација (ослобађање водене паре из биљака).
- Упијање и отицање (формирање површинских и подземних вода).
-
Циклус кружења угљеника 5.1. Биолошки циклус (бржи):
- Аутотрофни организми везују $CO_2$ фотосинтезом.
- Потрошачи преузимају угљеник исхраном.
- Угљеник се враћа у атмосферу путем дисања организама и деловањем разлагача. 5.2. Геолошки циклус (спорији):
- Угљеник се дуго складишти у океанским седиментима (кречњак, љуштуре од калцијум-карбоната), стенама и фосилним горивима (нафта, угаљ, гас).
- Ослобађа се вулканским ерупцијама и сагоревањем фосилних горива. 5.3. Еколошке последице повећања $CO_2$:
- Ефекат стаклене баште и глобалне климатске промене услед задржавања топлоте.
- Закисељавање океана, што доводи до оштећења морских екосистема и појаве као што је избељивање корала.
Хемијски састав: Сва жива бића изграђена су од ћелија, а оне од атома и молекула. Скоро 99% свих атома у телу чини пет основних биогених елемената: кисеоник (\(\text{O}\)), угљеник (\(\text{C}\)), водоник (\(\text{H}\)), азот (\(\text{N}\)), калцијум (\(\text{Ca}\)) и фосфор (\(\text{P}\)).
Атоми и материја на Земљи се не стварају изнова нити нестају, већ непрестано круже кроз биосферу, прелазећи из неорганских једињења у органска и обрнуто.
Улога чланова ланца исхране у кружењу материје:
- Произвођачи (аутотрофи): Биљке и алге узимају неорганске материје (\(\text{CO}_2\), воду, минералне соли азота и фосфора) и фотосинтезом граде органска једињења.
- Потрошачи (хетеротрофи): Биљоједи и месоједи уносе органске молекуле исхраном и користе их као градивни материјал и извор енергије.
- Разлагачи: Бактерије и гљиве разлажу органске остатке угинулих организама у проста неорганска једињења, враћајући их у земљиште и атмосферу.
За разлику од материје која кружи, енергија не кружи - њен проток кроз екосистем је искључиво једносмеран.
Главни извор енергије за екосистеме је Сунчева светлост. Аутотрофни организми (произвођачи) је фотосинтезом претварају у хемијску енергију органских молекула.
Хемијска енергија се преноси кроз ланце исхране од произвођача ка потрошачима и разлагачима.
Током метаболизма сваког организма део енергије се ослобађа у облику топлоте, која се расипа у свемир и више се не може искористити за животне процесе. Због тога је сваком екосистему потребан непрекидан прилив Сунчеве енергије.
Вода покрива већи део планете, при чему је преко 95% слана вода, док је мање од 1% чини доступна слатка вода на површини копна. Циклус воде покреће Сунчева топлотна енергија.
| Процес | Опис деловања у кружењу воде |
|---|---|
| Испаравање и сублимација | Загревањем површине воде она испарава у атмосферу; лед и снег директно прелазе у гас сублимацијом. |
| Транспирација | Биљке кореном упијају воду из тла, а вишак одају у атмосферу у виду водене паре кроз листове. |
| Кондензација и падавине | Водена пара се у вишим слојевима хлади, кондензује у облаке и враћа на тло као киша или снег. |
| Упијање и отицање | Падавине отичу у реке, језера и мора или пониру у земљу, формирајући подземне воде. |
Угљеник (\(\text{C}\)) је основни елемент органских једињења, фосилних горива (угаљ, нафта, природни гас) и карбонатних стена (кречњак).
Кружење угљеника се одвија кроз два повезана пута:
- Биолошки пут (брзи циклус):
- Везивање: Биљке и алге фотосинтезом узимају \(\text{CO}_2\) из ваздуха или воде и уграђују га у шећере (глукозу).
- Пренос: Потрошачи се хране органским материјама.
- Враћање: Сви организми процесом дисања ослобађају \(\text{CO}_2\), а разлагачи чине исто приликом разградње органског отпада.
- Геолошки пут (спори циклус):
- Угљеник се милионима година складишти у виду кречњака на дну океана и као фосилна горива испод површине Земље.
- Ослобађа се назад у атмосферу ерупцијама вулкана и људском активношћу (сагоревањем фосилних горива).
Повећана концентрација \(\text{CO}_2\) услед сагоревања горива појачава ефекат стаклене баште и изазива глобалне климатске промене. Такође, вишак \(\text{CO}_2\) који океани упију доводи до закисељавања воде, што узрокује пропадање и избељивање корала.
Задатак: Прати кретање угљеника и енергије кроз ланац исхране: храст \(\rightarrow\) гусеница \(\rightarrow\) сеница \(\rightarrow\) кобац \(\rightarrow\) бактерије разлагачи.
- Улазак енергије: Храст (произвођач) упија Сунчеву светлост и претвара је у хемијску енергију.
- Кретање материје: Атоми угљеника из \(\text{CO}_2\) уграђују се у листове храста, затим прелазе у гусеницу, сеницу и копца, а након њиховог угинућа у бактерије. Разлагачи и сви чланови кроз дисање враћају \(\text{CO}_2\) у атмосферу.
- Ослобађање енергије: Сваки члан ланца део енергије троши на животне процесе, а део губи као топлоту која одлази у простор и не враћа се у систем.
Кључни закључци:
- Материја кружи: Хемијски елементи (\(\text{O}, \text{C}, \text{H}, \text{N}, \text{Ca}, \text{P}\)) стално мењају свој облик између живе и неживе природе помоћу произвођача, потрошача и разлагача.
- Енергија протиче: Проток је једносмеран - улази као Сунчева светлост, претвара се у хемијску енергију, а излази и расипа се као топлотна енергија.
- Кружење воде: Одвија се кроз процесе испаравања, транспирације, кондензације, падавина и отицања.
- Кружење угљеника: Обухвата биолошки циклус (фотосинтеза, дисање, разлагање) и геолошки циклус (седиментне стене, фосилна горива, вулканске активности). Прекомерно ослобађање \(\text{CO}_2\) изазива ефекат стаклене баште и закисељавање океана.
