§ 49. Возвращают ли живые организмы вещества в окружающую среду? 164

Определения и обозначения

Обмен веществ — поступление веществ в организм, их преобразование и удаление продуктов жизнедеятельности. Организм получает воду, пищу или минеральные соли, использует их и образует новые вещества. Это понятие нужно, чтобы увидеть связь между жизнью организма и окружающей средой.

Выделение — удаление из организма ненужных и вредных веществ. Так организм избавляется от того, что образовалось в нём или поступило в избытке. Выделение возвращает часть веществ в почву, воду или воздух и помогает поддерживать внутреннее равновесие организма.

Разложение органических остатков — превращение остатков организмов в более простые вещества под действием бактерий и грибов. Эти организмы-разрушители используют остатки как источник питания и постепенно изменяют их состав. Благодаря разложению вещества снова становятся доступными растениям и другим организмам.

Круговорот веществ — постоянное перемещение и превращение веществ между живыми организмами и окружающей средой. Например, растение получает минеральные соли из почвы, а после его отмирания они возвращаются туда. Это понятие объясняет, почему запасы веществ в природе могут использоваться многократно.

Как это устроено

Живые организмы не только поглощают вещества, потому что для их жизнедеятельности постоянно идут химические превращения. Пища, вода, кислород и минеральные соли используются для роста, движения, получения энергии и построения клеток. После таких превращений образуются вещества, которые организму больше не нужны, поэтому они удаляются во внешнюю среду.

При дыхании органические вещества изменяются с участием кислорода и выделяется энергия, необходимая организму. Одновременно образуются углекислый газ и вода. Углекислый газ выходит в воздух, а вода может выделяться с дыханием, испаряться или переходить в другие части организма и среды.

При выделении животные возвращают углекислый газ, воду, минеральные соли и другие продукты жизнедеятельности. Растения тоже выделяют воду, кислород или углекислый газ в зависимости от происходящих процессов и условий. Состав выделений различается, потому что организмы питаются по-разному, имеют разное строение и выполняют разные жизненные функции.

Отмершие листья, тела животных и другие органические остатки не исчезают сами собой. Бактерии и грибы выделяют вещества, которые разрушают сложные органические соединения, а затем используют получившиеся простые вещества. В результате углерод может попасть в воздух в виде углекислого газа, а минеральные вещества — в почву или воду.

Так деятельность организмов соединяет живую и неживую природу в единую систему. Растения получают вещества из среды, животные — из растений и других животных, а разрушители возвращают вещества обратно. Если один из этапов прекратится, природному сообществу станет труднее получать необходимые вещества, поэтому круговорот поддерживает его существование.

Способы возвращения веществ в окружающую среду

В таблице показано, какие процессы возвращают вещества в окружающую среду. Сначала найдите процесс в первом столбце, затем проследите, какие вещества он возвращает и какие организмы участвуют. Последний столбец помогает понять, где эти вещества окажутся и смогут ли снова использоваться.

Разбор задач

Задача 1. Вещества, возвращаемые растением

Назовите вещества, которые растение возвращает в окружающую среду при дыхании и испарении воды. Нужно различить два процесса, потому что вещества образуются или удаляются разными способами. Ответ можно получить, связав каждый процесс с его результатом.

1. При дыхании растение использует органические вещества и образует углекислый газ и воду.
2. При испарении вода выходит через специальные отверстия в листьях и поступает в воздух в виде водяного пара.
3. Сравним результаты: углекислый газ появляется при дыхании, а вода возвращается и при дыхании, и при испарении.

Ответ: при дыхании растение возвращает углекислый газ и воду, а при испарении — водяной пар.

Задача 2. Почему исчезают опавшие листья

Объясните, почему опавшие листья со временем исчезают и какие вещества при этом возвращаются в почву. Листья не пропадают бесследно, хотя их нельзя увидеть через некоторое время. Нужно установить, кто действует на остатки и во что они превращаются.

1. Бактерии и грибы поселяются на листьях и используют содержащиеся в них органические вещества.
2. Сложные вещества листа постепенно превращаются в более простые, часть углерода выделяется в виде углекислого газа.
3. Минеральные вещества переходят в почву и растворяются в воде, поэтому позже могут быть поглощены корнями растений.

Ответ: листья разлагают бактерии и грибы; в почву возвращаются минеральные вещества и вода, а часть углерода поступает в воздух как углекислый газ.

Задача 3. Цепочка «растение — животное — бактерии»

По цепочке «растение — животное — бактерии» покажите, как углерод и минеральные вещества возвращаются в окружающую среду. Начать нужно с поглощения веществ растением, а закончить — действиями разрушителей. Так получится увидеть не отдельные события, а последовательность круговорота.

1. Растение получает углекислый газ из воздуха и минеральные вещества из почвы, создавая органические вещества.
2. Животное поедает растение и получает его органические вещества, а при дыхании возвращает углекислый газ в воздух.
3. После выделения или отмирания животного бактерии разлагают остатки, возвращая углерод в воздух или воду, а минеральные вещества — в почву.

Ответ: вещества переходят от среды к растению, затем к животному, а через дыхание, выделение и разложение снова возвращаются в воздух, воду и почву.

Типичные ошибки

Организмы только поглощают вещества. Так думают, если учитывают лишь питание и забывают о дыхании и выделении. Проверьте себя вопросом: какие вещества организм выдыхает или удаляет?

Дыхание — это питание. Питание приносит организму исходные вещества, а дыхание связано с их превращением и получением энергии. Чтобы не ошибиться, спросите себя, говорится ли о поступлении пищи или об образовании углекислого газа и воды.

Разложение полностью уничтожает вещества. На самом деле сложные вещества превращаются в более простые формы и переходят в почву, воду или воздух. Проверка проста: если вещества исчезли из листа, найдите, куда они могли попасть.

Остатки разлагают только растения или животные. Главными разрушителями являются бактерии и грибы, потому что они способны перерабатывать отмершие органические остатки. Проверьте ответ: если в нём нет этих организмов, объяснение разложения неполное.

Связь с другими темами

До изучения темы нужно знать признаки живых организмов, их питание, дыхание и выделение. Также пригодятся сведения о растениях, животных, бактериях и грибах. Эти знания помогают понять, откуда берутся вещества и куда они переходят.

Тема связана с природными сообществами и пищевыми цепями. Она объясняет круговорот воды, углерода и минеральных веществ между организмами и неживой природой. Поэтому знания пригодятся при изучении взаимосвязей в экосистемах.

Понимание роли бактерий и грибов важно для экологии. Если деятельность организмов-разрушителей нарушается, остатки накапливаются, а почва получает меньше минеральных веществ. В результате нарушается равновесие всей экосистемы.

Что запомнить

• Живые организмы постоянно обмениваются веществами с окружающей средой.
• При дыхании в окружающую среду поступают углекислый газ и вода.
• При выделении организмы удаляют ненужные и вредные вещества.
• Отмершие организмы и их остатки становятся источником веществ для других организмов.
• Бактерии и грибы разлагают органические остатки до более простых веществ.
• Жизнедеятельность организмов обеспечивает круговорот веществ в природе.