Quá trình phân hủy các chất trong hệ sinh thái

Quá trình này ngược với quá trình tổng hợp các chất. Đến nay, sinh quyển đang trong trạng thái ổn định của mình, hai quá trình trên cũng ổn định, nếu không bị chính con người hủy hoại. Quá trình phân hủy các chất trong tự nhiên xảy ra theo các dạng chính Hô hấp hiếu khí hay oxy hóa sinh học, trong đó chất nhận điện tử (hay là chất oxy hóa) là oxy phân tử. Hô hấp hiếu khí ngược với quá trình quang hợp, tức là các chất hữu cơ bị phân giải để cho sản...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quá trình phân hủy các chất trong hệ sinh thái Quá trình phân hủy các chất trong hệ sinh tháiQuá trình này ngược với quá trình tổng hợpcác chất. Đến nay, sinh quyển đang trong trạngthái ổn định của mình, hai quá trình trên cũngổn định, nếu không bị chính con người hủyhoại. Quá trình phân hủy các chất trong tựnhiên xảy ra theo các dạng chính:+ Hô hấp hiếu khí hay oxy hóa sinh học, trongđó chất nhận điện tử (hay là chất oxy hóa) làoxy phân tử. Hô hấp hiếu khí ngược với quátrình quang hợp, tức là các chất hữu cơ bị phângiải để cho sản phẩm cuối cùng là khí cacbondioxyt (CO2) và nước. Do đó, tất cả các loàiđộng thực vật, cũng như đa số đại diện củaMonera và Protista mới có năng lượng để duytrì mọi hoạt động sống và cấu tạo nênchất sống riêng cho mình. Tuy nhiên, CO2,nước và chất tế bào cũng có thể được tạothành, song nếu phản ứng oxy hóa chưa hoàntoàn kết thúc thì các hợp chất hữu cơ ấy vẫncòn được phân hủy tiếp bởi các nhóm sinh vậtkhác trong điều kiện đặc biệt như hô hấp kỵkhí hoặc lên men.+ Hô hấp kỵ khí xảy ra không có sựtham gia của oxy phân tử. Chất nhận điệntử (hay chất oxy hóa) không phải là O2 mà làchất vô cơ hay chất hữu cơ khác. Nhiều vi sinhvật hoại sinh (vi khuẩn, nấm, động vật nguyênsinh) tiến hành phân hủy các chất trongđiều kiện không có oxy. Chẳng hạn, vikhuẩn mê tan phân giải các hợp chất hữucơ để tạo thành khí mê tan (CH4) bằngcách khử cacbon hữu cơ hoặc vô cơ(cacbonat) trong các đáy ao hồ. Vi khuẩn mêtan còn tham gia vào việc phân hủy phân giasúc và phân của các loài nhai lại khác. Vikhuẩn Desulfovibrio khử sunphat trong cáctrầm tích biển sâu để tạo thành H2S như ở biểnĐen.Nhiều nhóm vi khuẩn (vi sinh vật kỵ khí tùy ý)có khả năng hô hấp hiếu khí và kỵ khí, tuynhiên, năng lượng được giải phóng ra do hôhấp hiếu khí cao hơn nhiều so với hô hấpkỵ khí. Vi khuẩn hiếu khí (Aerobacter)được nuôi trong điều kiện hiếu khí và kỵkhí bằng nguồn thức ăn hydrat cacbon, khi cómặt O2 thì hầu như tất cả glucose chuyểnthành sinh khối của vi khuẩn và CO2, còn khikhông có mặt O2 sự phân hủy xảy ra khônghoàn toàn, chỉ có một lượng rất nhỏ chuyểnthành hợp chất hữu cơ chứa cacbon trong tếbào, trong khi hàng loạt các hợp chất hữu cơkhác lại được tiết ra môi trường.- Sự lên men: Đó là quá trình hô hấp kỵ khí,nhưng các chất hữu cơ bị oxy hóa (chất khử)cũng là chất nhận điện tử (chất oxy hóa).Trong quá trình này xảy ra sự khử hydro, kéotheo là sự bẻ gãy các chất hữu cơ phức tạpthành các chất đơn giản hơn.Tham gia vào quá trình lên men có các vi sinhvật kỵ khí nghiêm ngặt hoặc kỵ khí tuỳ ý.Trong trường hợp lên men bởi vi sinh vật kỵkhí tùy ý, ở điều kiện có oxy, vi sinh vậtchuyển sang hô hấp hiếu khí.Những vi sinh vật sống kỵ khí, kỵ khí tùy ý,hiếu khí khi tham gia vào các quá trình hô hấpvà phân hủy các chất đều đóng vai trò rất lớntrong các hệ sinh thái. Chúng là những “vệsinh viên”, thực hiện sự phân hủy các hợp chấtđến giai đoạn cuối cùng, (giai đoạn khoánghóa) để trả lại cho môi trường, cho các chutrình vật chất những hợp chất vô cơ đơn giảnnhất hay những nguyên tố hóa học đã bị lôicuốn ngay từ đầu vào các vòng luân chuyểnkhôn cùng.Tổng hợp các chất rồi lại phân hủy chúng, nóichung, là chức năng hoạt động của các quần xãsinh vật. Nhờ vậy, vật chất được quay vòngcòn năng lượng được biến đổi. Trên phạm vitoàn cầu, trừ nguồn năng lượng được tiếp nhậntừ bên ngoài, sinh quyển, về phương diện vậtchất mà nói, là một đơn vị tự cung tự cấp hoàntoàn.Phân hủy là kết quả của cả các quá trìnhvô sinh và hữu sinh. Những vụ cháy rừnghay cháy đồng cỏ là yếu tố giới hạn, song cũnglà yếu tố điều chỉnh quan trọng của tự nhiên.Chúng trực tiếp tham gia phân hủy các chất,chuyển phần lớn khí CO2 và các khí khác vàokhí quyển, còn các khoáng chất vào trong đất.Sự phân hủy các chất bởi sinh vật diễn ra từ từ,chậm hơn so với sự oxy hóa tức thời của“thần lửa”. Do các quá trình trên, nhất là dohoạt động của sinh vật, trong sinh quyển nóichung hay từng hệ sinh thái nói riêng, các xíchthức ăn liên tục được hình thành: xích thức ănchăn nuôi, xích thức ăn phế liệu và xích thứcăn thẩm thấu. Nhờ sự phân hủy, trong môitrường còn xuất hiện hàng loạt các chất“ngoại tiết” (exocrine), tham gia vào quátrình điều hòa hoạt động sống của các thànhviên cấu tạo nên quần xã. Các nhà sinh tháihọc còn gọi các chất ngoại tiết là “hoocmonmôi trường”. Chúng là sản phẩm bài tiết, cácchất trao đổi trong hoạt động sống của thế giớisinh vật dưới dạng các chất hữu cơ hòa tan.Trong chúng, nhiều chất có hoạt tính sinh họccao hoặc kìm hãm sự phát triển (các chấtkháng sinh như Penicilline...) hoặc kích thíchsự tăng trưởng của các loài khác (cácvitamin...), một số chất mang tính dẫn dụ, lôicuốn đồng loại khác giới hay các loài kháctham gia vào việc thực hiện một chức năngsống của mình (hương thơm của hoa, của cáctuyến tiết).Những sinh vật phân hủy (bao gồm cả nhữngloài động vật) tham gia vào việc phân giải cá ...