Bioomid ja aineringe
Biosfäär on Maa sfäär, kus esineb elu. Siia kuuluvad kõik organismid ja veel lagundamata orgaaniline aine, siin toimub orgaanilise aine süntees ja lagundamine. Biosfääri ulatus on u 40 km, 15 km Maa sisemuse suunas ja 25 km maapinnast kõrgemale.
Biosfäär hõlmab litosfääri, atmosfääri ja hüdrosfääri ning seob eluta ja elusa looduses ühtseks tervikuks energia- ning aineringete kaudu.
Maale saabuv päikeseenergia muutub toiduahelate kaudu taimse ja loomse biomassi energiaks ning soojusenergiaks. Taimed on toojad; loomad, seened, bakterid on tarbijad; seened ja bakterid lagundajad. Toodetud keerulised orgaanilised molekulid muudetakse laguahelas jälle taimede jaoks omastatavateks lihtsamateks ühenditeks. Roheliste taimede toodetud orgaaniline aine lagundatakse mineraalaineteks, veeks ja süsinikdioksiidiks.
Skeem:
Aineringe kulgeb erinevates ökosüsteemides erineva kiirusega, olles ookeanides kiirem kui maismaal. Suur osa eluks vajalikust ainest (93% hapnikust ja 99% süsinikust) on salvestunud Maa kivimites ja ei osale aktiivses aineringes.
Süsinikuringe jaotatakse kiireks ja aeglaseks. Kiire C-ringe korral seotakse fotosünteesi abil süsinik (atmosfäärist CO2 kujul) elusainesse. Rakuhingamise teel vabaneb talletatud süsinik, satub uuesti atmosfääri ja seob maismaa elusorganismid aineringesse.
Skeem:
Aeglase süsinikuringe käigus tekivad fossiilsed kütused ja lubjakivi. Paljud mineraalse toesega veeorganismid seovad vees lahustunud süsinikdioksiidi ja tekib kaltsiumikarbonaat. Nende organismide jäänustest tekivad lubjarikkad setted. Süsiniku ringlemine veekeskkonnas on raskendatud selle tõttu, et reageerib veega ja tekib süsihape. Seetõttu on veekogudes ringleva süsiniku hulk 50 korda suurem kui atmosfääris. Ookean on atmosfääris oleva süsiniku siduja.
Lämmastikuringe on samuti kahesuunaline: atmosfäärist seotakse gaasiline lämmastik orgaanilistesse ühenditesse ja sealt jälle lagundajate abil atmosfääri tagasi.
Skeem:
Lämmastik on oluline toitaine kõigile, mida otse atmosfäärist vahendavad bakterid. Taimedele on lämmastik kättesaadav ammooniumi ja nitraadina, nad muudavad selle ammooniumlämmastikuks. Tarbijad saavad lämmastiku orgaanilistest ühenditest ja lagundajad vabastavad selle mulda, mudasse ja turbasse, kuhu lämmastik võib akumuleeruda. Liigne lämmastikväetiste kasutamine põhjustab lämmastikureostust, rikub tasakaalu lämmastikuringes, põhjustab taimede vohamist ja hapnikupuudust veekogudes.
Fosforiringe ei puuduta atmosfääri, fosfor pärineb kivimitest ja setetest. Kivimitest leostub fosfor välja aeglaselt. Fosforit saavad taimed kätte sümbiontsete seente abil, mükoriisa abil. Seened omastavad fosforit fosfaatidena pinnasest. Rakkudes seotakse fosfaadid orgaanilistesse ühenditesse, valkude koostisesse, kus fosfor kuulub fosfaatrühma. Lagundajad muudavad valgud jälle lihtaineteks ja fosfor satub mulda tagasi. Mullas aga seotakse fosfaadid raua-, alumiiniumi jt ühendite abil lahustumatuteks fosfaatsooladeks, nii tekib mullas ja veekogudes fosfaatide puudus. Seega väheneb veekogus tootjate elujõud ja hapnikusisaldus vees.
Skeemid:
Väävel esineb looduses anorgaanilisel kujul kivimites, orgaanilistes ühendites seotud väävlist asub 90% mullas. Väävlit sisaldavad orgaanilised molekulid on aminohapped, valgud ja sulfaadid. Väävliringes on oluline osa bakteritel, ka taimed ja seened seovad väävlit orgaanilisteks ühenditeks.
Skeem:
