В постоянно происходящих в природе превращениях веществ и энергии особая роль принадлежит микроорганизмам. Они активно способствуют расщеплению растительных и животных остатков, всех выделений и отбросов на простейшие соединения и первоначальные химические элементы, обеспечивая тем самым кругооборот веществ в природе.
Среди изменений веществ, вызываемых микроорганизмами, наибольший интерес представляют превращения, связанные с кругооборотом азота и углерода, являющихся важнейшими элементами всего живого органического мира.
Под круговоротом азота и углерода понимают процессы синтеза и распада органических веществ.
Синтез органических соединений в природе начинают растения. В растительных клетках, содержащих хлорофилл, из неорганических веществ и воды при помощи солнечной энергии образуются различные органические соединения. При этом источником азота для растений являются главным образом соли азотной кислоты или соли аммония, а углерод они получают из углекислого газа атмосферы.
Синтезируемые растениями органические соединения используются ими для роста и, кроме того, в большом количестве откладываются в растительных органах и тканях в виде запасных питательных веществ. Таким образом, растения становятся богатейшим источником углеводов, белков и жиров, в которых нуждаются животные и люди.
Животные организмы, в том числе и человек, не способны, подобно растениям, синтезировать органические соединения из минеральных веществ, им требуются готовые органические продукты растительного или животного происхождения.
Потребляя растительную пищу, животный мир земли постоянно уменьшает запасы растительного царства. В то же время происходит непрерывное пополнение этих запасов путем размножения и роста растений, которое осуществляется за счет природных источников углекислоты и азотосодержащих солей. Однако запасы углекислого газа и усвояемых растениями азотосодержащих солей в природе весьма ограничены: углекислоты в атмосфере содержится всего около 0,03%, а находящийся в воздухе азот (около 78%) растениями не усваивается. Поэтому без восстановления природные запасы углекислого газа и минеральных соединений азота вскоре оказались бы исчерпанными и развитие растительного и, следовательно, животного мира должно было бы прекратиться. Кроме того, образовались бы огромные скопления остатков растений и трупов животных.
Однако это не происходит, потому что в природе параллельно с синтезом органических веществ протекают процессы их разложения. В результате разрушительных процессов химические элементы, составляющие органические соединения, возвращаются как бы в исходное состояние. Главную роль в этой разрушительной работе играют микроорганизмы. Микробы, воздействуя на растительные и животные остатки, разлагают составляющие их органические соединения на простые вплоть до таких простейших минеральных веществ, как углекислый газ, аммиак и вода. Таким образом микроорганизмы возвращают в природу углерод в виде углекислого газа, а азот - в виде аммиака, который может быть использован растениями непосредственно в виде солей аммония или после превращения его в азотнокислые соли.
Следует заметить, что разрушение органических соединений и пополнение в известной мере расходуемой углекислоты в природе происходят также в процессе дыхания животных и растений. Частичная потеря почвой азота вследствие перехода его из минеральных азотсодержащих веществ в атмосферу компенсируется деятельностью азотфиксирующих бактерий, усваивающих атмосферный азот и связывающих его в виде доступных растениям соединений.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему