Биосферадағы биохимиялық үдерістер және заттар айналымы* — бұл табиғаттағы әртүрлі химиялық элементтердің үздіксіз қозғалысы мен айналымы. Бұл үдерістер табиғи жүйелердің тұрақтылығын қамтамасыз етеді және тірі организмдерге қажетті қоректік заттардың үздіксіз түзілуін қамтамасыз етеді. Биохимиялық үдерістер заттар мен энергияның биосферада дұрыс және теңгерімді түрде сақталуын қамтамасыз етеді.
1. *Заттар айналымының маңызы*:
Заттар айналымы — бұл биосферадағы химиялық элементтердің бір түрден екінші түрге, немесе бір нысаннан екінші нысанға өтетін процесі. Бұл айналым экожүйелердің тұрақтылығын, өмірдің дамуын және тірі организмдердің ұзақ уақыт бойы өмір сүруін қамтамасыз етеді. Биохимиялық айналымдардың әрқайсысы белгілі бір химиялық элементтің экожүйе ішінде қалай жүретінін және оның қалай қайта өңделетінін көрсетеді. Мысалы, көміртек, азот, оттегі, фосфор сияқты элементтердің айналымы.
2. *Негізгі биохимиялық айналымдар*:
Заттар айналымы табиғи жүйелерде көптеген химиялық элементтердің үздіксіз қозғалысымен жүзеге асырылады. Әрбір айналым экожүйенің негізі болып табылады.
а) *Көміртек айналымы*:
Көміртек — биосферадағы ең маңызды элементтердің бірі, себебі ол барлық органикалық заттардың құрамына кіреді. Көміртек айналымы атмосферада көмірқышқыл газы (CO2) түрінде, жер бетінде өсімдіктер мен жануарлардың органикалық заттарында, сондай-ақ топырақ пен мұхиттарда болады.
— *Фотосинтез* барысында өсімдіктер атмосферадан көмірқышқыл газын сіңіріп, оны органикалық заттарға (глюкозаға) айналдырады.
— *Тыныс алу* кезінде өсімдіктер мен жануарлар глюкозаны ыдыратып, оны энергияға айналдырады, нәтижесінде көмірқышқыл газы атмосфераға қайтып келеді.
— *Құрылыс пен ыдырау*: Өлі организмдер мен жануарлар қоректік заттарға айналады және көміртекті қайта бөліп шығарады.
б) *Азот айналымы*:
Азот тірі организмдердің белоктары мен нуклеин қышқылдарының құрамына кіреді. Азот айналымы азотты қосылыстардың табиғи ортада түрлі формада айналуын қамтиды.
— *Азоттың атмосферадағы түрі*: Атмосферада 78% азот бар, бірақ оны тікелей тірі организмдер пайдалана алмайды.
— *Азот фиксациясы*: Бұл процесс арнайы бактериялар мен басқа да организмдер арқылы жүзеге асады. Азот бактериялары атмосфералық азотты (N2) аммиакқа (NH3) немесе нитраттарға (NO3-) айналдырады.
— *Нитрификация*: Аммиак немесе аммоний иондары бактериялармен нитраттарға айналады, олар өсімдіктерге пайдалы болады.
Денитрификация*: Азоттың тағы бір түрі топырақта немесе судың терең қабаттарында бактериялар арқылы атмосфераға қайта оралады.
в) *Оттегі айналымы*:
Оттегі тірі организмдердің тыныс алуына және фотосинтез процесіне қажет. Ол атмосферада еріген күйде болады және өсімдіктердің фотосинтезі кезінде өндірілетін маңызды элемент.
— *Фотосинтез* кезінде өсімдіктер көмірқышқыл газын сіңіріп, оттегіні босатып шығарады.
— *Тыныс алу* кезінде барлық жануарлар мен өсімдіктер оттегіні пайдаланып, көмірқышқыл газын шығарады.
— *Топырақ пен су жүйелеріндегі оттегі*: Оттегі сондай-ақ топырақ пен су жүйелеріндегі микроорганизмдерге де қажет.
г) *Фосфор айналымы*:
Фосфор тірі организмдерге қажетті маңызды элементтердің бірі болып табылады, бірақ ол атмосферада болмайды. Фосфор негізінен жер бетінде және суда фосфат түрінде кездеседі.
— *Фосфаттар* топыраққа түсу үшін тау жыныстарының минералдарынан шығарылады.
— *Өсімдіктер фосфаттарды сіңіреді*, содан кейін оларды жануарлар арқылы тұтынады.
— *Деградация және қайта бөліну*: Өлі организмдер мен жануарлардың қалдықтары топыраққа түсіп, фосфорды қайта шығарады.
3. *Биохимиялық үдерістердің әсері*:
Заттар айналымының дұрыс жүруі экожүйедегі тіршілік үшін өте маңызды. Бұл үдерістер экожүйелердің динамикасын, азық-түлік тізбегінің жұмысын және биологиялық алуантүрлілікті қолдайды. Биохимиялық үдерістердің бұзылуы қоршаған ортаға кері әсер етеді:
— *Қоршаған ортаға ластану*: Көмірқышқыл газы мен метанның шамадан тыс шығарылуы парниктік газдардың артуына және климаттың өзгеруіне алып келеді.
— *Азоттың артық мөлшері*: Нитраттардың шамадан тыс болуы су ресурстарын ластайды және экожүйелердің тепе-теңдігін бұзады.
— *Фосфордың артық мөлшері*: Су экожүйелерінде фосфордың артық болуы судағы оттегінің мөлшерін азайтып, «құбырдың гүлденуіне» әкеледі.
Биосферадағы биохимиялық үдерістер мен заттар айналымы табиғаттың өзін-өзі реттеуі үшін өте маңызды рөл атқарады. Осы үдерістердің дұрыс жүруі экожүйенің тұрақтылығын, тірі организмдердің өмір сүруін қамтамасыз етеді. Биосферадағы химиялық элементтердің үздіксіз қозғалысы табиғаттың өмірлік циклі болып табылады және ол біздің қоршаған орта мен табиғат ресурстарымызды тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.