джерела вуглецю
Організми, що живуть за рахунок неорганічного джерела вуглецю (вуглекислого газу), називають автотрофними (автотрофами) (грец. Autos - сам), а організми, що використовують органічний джерело вуглецю, - гетеротрофних (гетеротрофами) (грец. Heteros - інший). На відміну від гетеротрофов автотрофи задовольняють всі свої потреби в органічних речовинах, синтезуючи їх з простих неорганічних сполук.
У табл. 9.1 представлені обидві ці класифікації - за джерелом енергії і за джерелом вуглецю. Добре видно їхні взаємини. Крім того, виявляється ще один дуже важливий принцип, а саме те, що хемотрофних організми цілком залежать від фототрофних, які постачають їм енергію, а гетеротрофні організми повністю залежать від автотрофів, що постачають їх сполуками вуглецю.
Таблиця 9.1. Класифікація живих організмів відповідно до основним джерелом вуглецю та енергії *
* (Більшість організмів відноситься до фотоавтотрофи або хемогетеротрофам.)
Найважливіші групи - фотоавтотрофи (до яких відносяться всі зелені рослини) і хемогетеротрофи (всі тварини і гриби). Якщо на час знехтувати деякими бактеріями, становище ще більше спроститься, і можна буде сказати, що гетеротрофні організми в кінцевому рахунку залежать від зелених рослин, що доставляють їм енергію і вуглець. Іноді фотоавтотрофні організми називають голофітнимі (грец. Holos - цілий, повний, phyton - рослина).
9.1. Дайте визначення, що таке фотоавтотрофної харчування і хемогетеротрофное харчування.
Ігноруючи поки дві менші групи (див. Табл. 9.1), ми повинні, однак, відразу ж зазначити, що життєдіяльність хемосинтезирующих організмів теж має дуже важливе значення - це ми побачимо в розд. 9.10 і 9.11.
Мал. 9.1. Потік енергії (білі стрілки) і кругообіг вуглецю (зафарбовані стрілки) у фотоавтотрофов і хемогетеротрофов і збалансованість фотосинтезу і дихання. Світлова енергія перетворюється в хімічну в процесі фотосинтезу; хімічна енергія використовується для синтезу органічних сполук з неорганічних компонентів. Органічні сполуки служать джерелом вуглецю та енергії для хемогетеротрофов: вуглець і енергія знову вивільняються в процесі дихання (цей процес йде і у рослин). Будь-яке перетворення супроводжується деякою втратою енергії у вигляді тепла
Вуглець вивільняється в процесі дихання у вигляді СО2. а СО2 потім знову перетворюється в процесі фотосинтезу в органічні сполуки. Більш докладно круговорот вуглецю представлений на рис. 9.2, де показана і та роль, яку відіграють в цьому процесі хемосинтезирующие організми.
Мал. 9.2. Кругообіг вуглецю. Жирними стрілками показаний переважний шлях (з двох можливих). За деякими приблизними оцінками, реальна кількість зображень вуглецю становить: В океані: (в основному в складі фітопланктону): 40 х 10 12 кг вуглецю на рік фіксується в процесі фотосинтезу у вигляді СО2. Велика частина його потім вивільняється при диханні. На суші: 35 х 10 12 кг вуглецю на рік фіксується при фотосинтезі у вигляді СО2; 10 · 10 12 кг вуглецю на рік виділяється при диханні рослин і тварин; 25 х 10 12 кг вуглецю на рік виділяється при диханні редуцентов; 5 · 10 12 кг вуглецю на рік вивільняється при спалюванні викопного палива; цієї кількості цілком достатньо для поступового збільшення концентрації двоокису вуглецю в атмосфері і в океанах
9.2. Розгляньте рис. 9.2. Які типи харчування представлені тут а) на сірому тлі і б) на білому тлі?
9.3. Який загальний річний оборот вуглецю в природі?