Экосистемное дыхание представляет собой сумму всего дыхания , происходящего живыми организмами в определенной экосистеме . [1] Два основных процесса, которые способствуют дыханию экосистемы, — это фотосинтез и клеточное дыхание . Фотосинтез использует углекислый газ и воду в присутствии солнечного света для производства глюкозы и кислорода, тогда как клеточное дыхание использует глюкозу и кислород для производства углекислого газа, воды и энергии. Координация входов и выходов этих двух процессов создает полностью взаимосвязанную систему, составляющую основу функционирования общего дыхания экосистемы.
Это операция, в которой организмы в пределах определенной экосистемы используют процесс дыхания для преобразования органического углерода в углекислый газ. Хотя количество дыхания варьируется в зависимости от типа экосистемы и обилия сообщества, этот механизм встречается как в водной, так и в наземной среде.
Клеточное дыхание — это общая взаимосвязь между автотрофами и гетеротрофами . Автотрофы — это организмы, которые производят свою собственную пищу в процессе фотосинтеза, тогда как гетеротрофы — это организмы, которые не могут готовить свою собственную пищу и зависят от автотрофов для питания. [ требуется ссылка ] Эти две категории живых существ работают в координации между фотосинтезом и дыханием, поскольку они оба производят продукты, которые использует другой процесс. Клеточное дыхание происходит, когда клетка берет глюкозу и кислород и использует их для производства углекислого газа, энергии и воды. Эта транзакция важна не только для пользы клеток, но и для производимого углекислого газа, который является ключевым в процессе фотосинтеза . Без дыхания действия, необходимые для жизни, такие как метаболические процессы и фотосинтез, прекратились бы. Экосистемное дыхание обычно измеряется в естественной среде, такой как лес или луг , а не в лаборатории. Экосистемное дыхание — это часть производства углекислого газа в потоке углерода экосистемы , в то время как фотосинтез обычно составляет большую часть потребления углерода экосистемой. [3] Углерод циркулирует по всей экосистеме, поскольку различные факторы продолжают поглощать или выделять углерод в разных обстоятельствах. Экосистемы поглощают углерод посредством фотосинтеза, разложения и поглощения океаном. [4] Экосистемы возвращают этот углерод посредством дыхания животных и растений. [4] Этот постоянный цикл углерода через систему — не единственный передаваемый элемент. При дыхании животных и растений эти живые существа поглощают глюкозу и кислород, выделяя энергию, углекислый газ и воду в качестве отходов. Эти постоянные циклы обеспечивают приток кислорода в систему и выведение углерода из системы.
В природных экосистемах наибольшее использование углерода происходит через поглощение углерода в фотосинтезе, а второе по величине использование углерода - через высвобождение углерода в клеточном дыхании. [5] Незначительные изменения этих двух потоков могут иметь большее влияние на концентрацию углекислого газа в атмосфере. [6] Эти два процесса оказывают значительное влияние на концентрацию углекислого газа в атмосфере, делая их правильное функционирование необходимым для поддержания жизни. Без углекислого газа растения не смогли бы осуществлять фотосинтез, в свою очередь не производя кислород, что влияет на все формы жизни на Земле. Без наличия экосистемного дыхания во всех системах Земли можно с уверенностью сказать, что основная идея «жизни» была бы утрачена. До этих процессов в ранние годы формирования Земли воздух и океаны были бескислородными. [ 7] Бескислородная среда - это среда без присутствия кислорода, состоящая в основном из анаэробных микробов. Эволюция кислородного фотосинтеза в атмосфере усилила продуктивность биосферы, увеличив биоразнообразие. [7] С появлением фотосинтеза, обеспечивающего атмосферу кислородом, вскоре развилось дыхание, которое стало обеспечивать необходимые компоненты, необходимые фотосинтезу для функционирования. Эта совместная эволюция фотосинтеза и процессов дыхания привела нас к биоразнообразным и плодотворным экосистемам, которые мы знаем сегодня.