Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тема 6 (1). Биогенные элементы, их роль в морской воде

Биогенные элементы – это химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и имеющие определенное биологическое значение. Прежде всего, это кислород (составляющий 70% массы организмов), углерод (18%), водород (10%), кальций, азот, калий, фосфор, магний, сера, хлор, натрий, железо. Эти элементы входят в состав всех живых организмов, составляют их основную массу и играют большую роль в процессах жизнедеятельности. В составе живого вещества найдено более 70 элементов, в том числе в морских организмах более 60 элементов. Биогенные элементы, содержание которых превышает 0,01% от массы тела, относят к макроэлементам. К ним отнесены 12 элементов, из которых кислород, углерод, водород, азот, фосфор, кальций составляют 99,9% массы организма. Биогенные элементы, содержание которых превышает 0,001% от массы тела, относят к микроэлементам, их суммарно содержание всего 0,01% массы организма. Однако они играют важную роль в ферментативных реакциях, способствуют нормальному течению процессов фотосинтеза и обмена веществ. Многие микроэлементы имеют большое значение только для определённых групп живых существ. Содержание тех или иных элементов в организмах зависит не только от их видовых особенностей, но и от состава среды, пищи, экологических особенностей организма и других факторов.

Макроэлементы можно назвать структурными, т.к. не­посредственно используются для построения тканей организмов. К ним относятся в первую очередь углерод, азот (в составе нитратов, нитритов, аммиака), кислород (растворенный и в виде соединений), фосфор (в составе фосфатов). В скелетных структурах морских организмов накапливаются кальций и кремний.

Гидрохимическим факторам придается особое значение в общей системе океанологических факторов биологической продуктивности Мирового океана. Это обусловлено тем, что биогенные химические элементы, находящиеся в во­дах океана и активно участвующие в геохимических и биохи­мических процессах, составляют исходную материальную базу биологической продуктивности. Основу пищевых цепей, функционирующих в морских экосистемах в подавляющем большинстве случаев составляет органическое вещество, образованное фитопланктоном в процессе фотосинтеза. Для существования фитопланктона необходимы солнечный свет и биогенные элементы.

Обеспеченность первичного продуцирования необходимыми элементами неодинакова. Одни элементы постоянно присутст­вуют в морской воде в таких количествах, которые не оказы­вают какого-либо ограничивающего действия на возможность их усвоения организмами. Такими наиболее важными для созда­ния массы органического вещества элементами являются Н, О, Са, К. По-видимому, сюда же отно­сится и большинство микроэлементов, выполняющих разнооб­разные функции в организмах при процессе фотосинтеза, об­мене веществ и др. Хотя содержание микро­элементов в организмах обычно значительно выше, чем в мор­ской воде, все же, как правило, дефицита в них нет.

Другую группу образуют элементы, находящиеся в водах океана в малых количествах, но столь важные для новообра­зования органического вещества и столь интенсивно потребляемые в процессе фотосинтеза, что нередко оказы­ваются лимитирующими для развития живых организмов. Это в первую очередь азот, фосфор, кремний.

Биогенные вещества - к ним относятся соединения фосфора, азота и кремния, необходимые для деятельности фитопланктона. Соединения фосфора и азота входят в состав клеток, а соединения кремния используются для построения скелетов и панцирей диатомовых водорослей, некоторых радиолярий и других мелких организмов. Количество их в слое фотосинтеза, где они потребляются фитопланктоном, является одним из основных факторов, определяющим биологическую продуктивность отдельных районов Мирового океана.

Основной источник биогенных соединений в водах океана – материковый сток. Кроме того, значительное количество связанного азота поступает с атмосферными осадками. Однако главные потребности живых организмов обеспечиваются внутренним круговоротом азота, фосфора и кремния в океане (процессы ассимиляции и регенерации).

Годовой баланс растворенных кремния, фосфора и связанного азота в океане, в тоннах

Примечание: 1 - поступление; 2 - расходование

Изучение распределения и динамики биогенных соединений является одним из важнейших направлений гидрохимии моря и океанологии. Количество этих элементов, большая изменчивость концентраций, образуемые ими неорганические и органические соединения, сложные циклы геохими­ческих и биохимических миграций часто оказывают решающее влияние на динамику и пространственное распределение водорослей, т.е. начального звена биологической продуктивности в океане, а через водоросли на последующие звенья (зоопланктон, бентос, рыб, морских млекопитающих).