МІКРОБІОЛОГІЯ - М.Г. Сергійчук - 2008

Розділ 9. РОЛЬ МІКРООРГАНІЗМІВ У КРУГООБІГУ РЕЧОВИН У ПРИРОДІ

Кругообіг вуглецю

Одна з найважливіших функцій мікроорганізмів, яка забезпечує умови життя на Землі, полягає в їхній участі в кругообігу вуглецю. Мікроорганізми при цьому мінералізують вуглецеві сполуки і тим самим підтримують рівновагу між процесами асиміляції діоксиду вуглецю і мінералізації органічних сполук. Атмосферне повітря містить майже 0,03 % СО₂, що становить близько 2,3 х 10¹² т вуглецю у формі СО₂. Фотосинтезуючі рослини асимілюють протягом року близько 6,0 х 10¹⁰ т СО₂, тобто, якби процес проходив в одному напрямку - лише асиміляції СО₂, то цей газ вичерпався б приблизно протягом 35-40 років, і зеленим рослинам довелось би припинити фотосинтетичні процеси. Це досить короткий відтинок часу. Якщо навіть врахувати і ресурси світового океану, то запасу діоксиду вуглецю вистачило б приблизно на 2 000 років.

Зникнення СО₂ могло б мати катастрофічні наслідки: температура на Землі дуже сильно знизилась би, а життя рослин на ній стало б неможливим і, як результат - стало б неможливим життя тварин і людини. Але цього не відбувається, оскільки мікроорганізми та тварини забезпечують регенерацію діоксиду вуглецю у процесах постійної мінералізації органічних речовин. У загальному плані ґрунтовим мікроорганізмам (бактеріям і грибам) належить не менша роль, ніж фотосинтезуючим зеленим рослинам. За теоретичними підрахунками, в процесі мінералізації мікроорганізмами органічних сполук в атмосферу надходить близько 6,0 х 10¹⁰ т СО₂. Взаємозв'язок усіх живих істот на Землі найкраще відображений у кругообігу вуглецю (рис. 9.12).

Рис. 9.12. Кругообіг вуглецю:

цифри показують річний об'єм фіксації, утворення, обміну

Можна було б думати, що потужним резервом діоксиду вуглецю є світовий океан. Але необхідно мати на увазі, що швидкість обміну двоокису вуглецю між атмосферою та океаном, в якому понад 90 % СО₂ перебуває у формі НСО₃^-, дуже незначна. Протягом року лише близько 10 % СО₂ атмосфери обмінюється із СО₂ світового океану.

Таким чином, для нормальної синтетичної роботи зелених рослин необхідне постійне поповнення атмосфери СО₂, яке може забезпечуватися двома основними шляхами: шляхом вулканічних вивержень, які супроводжуються викидом СО₂ із надр Землі; шляхом розкладу органічних сполук з утворенням СО₂. Останній шлях може мати місце лише після відмирання рослин та тварин і здійснюється мікроорганізмами.