Все обо всем. Том 2 - [19]

Что такое углеродный цикл?

Возможно, углерод — наиболее интересное вещество из всех известных человеку химических элементов. Знаете ли вы, что в кристаллической форме, например, он встречается нам как один из наиболее драгоценных камней — алмаз? В виде графита углерод используется для изготовления карандашей. А уголь, источник значительной части тепла и энергии в наш век техники, тоже в основном состоит из углерода. Но еще более важно то, что углерод необходим для поддержания жизни. Тела всех живых существ состоят из соединений, в которые входит углерод.

Ученые с основанием полагают, что везде, где в любых количествах найден углерод, там, вероятно, существовала жизнь. Углеродный цикл — это процесс, в ходе которого углерод непрерывно удаляется, используется и замещается живыми существами. Вот как это происходит. В воздухе есть двуокись углерода. Растения выделяют из этого газа углерод и используют его для строительства своих корней, стволов и листьев. Животные получают углерод в пищу от растений в виде овощей, фруктов или почек. В то же время двуокись углерода возвращается в воздух, в частности за счет дыхания животных и сгорания или гниения растений. Углеродный цикл замыкается. При сочетании элементов мы получаем соединения. Число известных нам углеродных соединений невероятно — их больше 200 000! Все остальные элементы, вместе взятые, не образуют столько соединений, сколько один углерод.

Причина этого состоит в том, что атом углерода может самыми разнообразными способами соединяться с атомами других элементов и образовывать кольца и цепи в сочетании с другими атомами углерода. Вы соприкасаетесь с углеродными соединениями или пользуетесь ими в своей повседневной жизни постоянно. Вы вдыхаете небольшое количество двуокиси углерода и выдыхаете большее количество. А большинство горючих веществ, пищевых продуктов, медикаментов, пластмасс, парфюмерии (и многие десятки и сотни других изделий) представляют из себя углеродные соединения!

Что такое азотный цикл?

Всему живому на земле требуется азот в форме, пригодной для употребления. Для растений и животных это так же важно, как и для человека. Азот — составная часть протеина, который представляет собой строительный материал для человеческого тела. Без этого вещества никто не смог бы вырасти или восстановить поврежденные ткани.

В то время как кислород составляет 21 % воздуха, которым мы дышим, азота в нем содержится 78 %. Над одним квадратным километром земной поверхности находится примерно 7 200 000 тонн азота. Это бесцветный газ без вкуса и запаха, который слабо растворяется в воде. Может показаться, что раз азот находится повсюду в окружающем воздухе, то живому существу очень легко его получать. Но человек не может потреблять чистый азот. При вдыхании он поглощает кислород. Поэтому азот полезен лишь тогда, когда в сочетании с другими веществами он образует соединения.

В природе существует лишь несколько растений, способных поглощать из воздуха чистый азот. К ним относятся бобовые: фасоль, горох и клевер. Но все растения способны использовать простые азотные соединения из почвы, в которой они растут. Поэтому в природе существует азотный цикл, позволяющий поддерживать жизнь растениям и животным. Растения получают из почвы простые азотные соединения и соединяют их с углеродом, чтобы получить протеин. Животные получают азот, поедая растения.

Азот возвращается в землю в гиде отбросов. Определенные бактерии превращают эти отходы опять в простые азотные соединения, и растения могут использовать их опять. Так завершается цикл. Запасы азота пополняются также бактериями, которые забирают азот из воздуха и накапливают его в почве.

Что такое бактерии?

Человек очень своеобразно относится к бактериям. Все мы знаем, что многие бактерии вредны. Такие болезни, как тиф, холера, дифтерия, воспаление легких и все инфекции в открытых ранах возбуждаются определенными видами бактерий. Поэтому люди ведут борьбу с этими бактериями. И все же, не будь других бактерий, жизнь на Земле была бы невозможна! Человек размножает некоторые виды бактерий, потому что нуждается в них и использует. Обычно считается, что бактерии стоят на самой низшей ступени в царстве растений. Каждая бактерия представляет из себя отдельную частицу живой материи без ядра. В среднем их размер составляет около 0,001 мм в диаметре. Некоторые из них настолько малы, что их даже невозможно разглядеть в обычный микроскоп.

Бактерии обычно встречаются в трех формах: круглые кокки, бациллы в виде палочек и спиралеобразные спириллы. Размножаются они простым делением на две части. При благоприятных условиях они воспроизводятся очень быстро. К счастью, у природы существует несколько способов контролировать это размножение. В противном случае бактерии заняли бы собой всю поверхность земного шара. Бактерии, вызывающие гниение мертвых растений и животных, очень полезны для человека. Не только потому, что они разлагают мертвые ткани на простые соединения, из которых те состоят, но еще и потому, что без бактерий гниения земля покрылась бы бесполезным мертвым веществом и не осталось бы места для живого.