Organisko vielu sadalīšanās: definīcija, cēloņi un organismi
Noārdīšanās jeb pūšana ir organisma vai organisko vielu ķīmiska un bioloģiska sadalīšanās, kas notiek pēc dzīvo audu bojāejas. Šis process pārvērš sarežģītākas organiskās molekulas vienkāršākos savienojumos, atbrīvojot enerģiju un pieejamas barības vielas citiem organismiem. Tas attiecas uz jebkāda veida organiskajiem materiāliem — pārtiku, lapām, kailiem kokiem, dzīvnieku atliekām utt. Organiskās molekulas kalpo kā celtniecības bloki un enerģijas avots organismiem, kas veic noārdīšanos; tie izmanto šo materiālu, lai augtu, vairotos un atjaunotu šūnas.
Procesu veidi un soļi
Sadalīšanās var norisināties dažādos mehānismos un soļos:
- Fiziska iznīcināšana — mehāniska sašķelšana, termiski vai abrazīvi procesi, kas palielina materiāla virsmu.
- Ķīmiska sadalīšanās — oksidēšanās, hidrolīze un citas reakcijas, kas pārveido lielas molekulas mazākos savienojumos.
- Enzimātiska degradācija — fermentu darbība, ko nodrošina mikrobi un sēnes, sadalot proteīnus, celulozi, lignīnu un citas vielas.
- Aerobā un anaerobā sadalīšanās — ar skābekli (aerobā) parasti notiek ātrāk un rada CO2; bez skābekļa (anaerobā) veidojas metāns un citi reduktīvi produkti.
- Humifikācija — daļēji sadalīti produkti var pārvērsties par humusu, ilgi noturīgu organisko vielu augsnē.
Organismi, kas veicina sadalīšanos
Lielu daļu noārdīšanās darbību veic dzīvi organismi:
- Sēnes — viena vesela dzīvās radības valstība (karaliste), kuru galvenais dzīvesveids ir organisko vielu sadalīšana. Šo dzīvesveidu sauc par saprofītisku: sēnes izdala fermentus ārpusē un absorbē noārdītos komponentus caur šūnu sieniņām.
- Mikrobi, īpaši baktērijas, — tie ātri pārstrādā viegli pieejamas organiskās vielas; baktērijas ir īpaši svarīgas gan aerobajās, gan anaerobajās vidēs.
- Dažādi bezmugurkaulnieki — gliemeži, kukaiņi, kāpuri, tārpi (piemēram, dēles un zemes tārpi), kas mehāniski saēd un sasmalcina materiālu, paātrinot mikrobu darbību. Tekstā minētā gaļas gremošana bieži notiek, kad kukaiņi izdēj olas, no kurām izšķiļas kāpuri un barojas ar audiem.
Faktori, kas ietekmē sadalīšanos
Sadalīšanās ātrumu un gaitu nosaka vairāki vides un materiāla īpašību faktori:
- Temperatūra — siltā vidē mikrobu aktivitāte parasti ir lielāka.
- Mitrums — nepieciešams fermentu darbībai; pārāk sausa vai pārāk mitra vide var bremzēt sadalīšanos.
- Skābekļa pieejamība — aerobā sadalīšanās notiek citā veidā un ātrāk nekā anaerobā; anaerobās zonas ražo citus blakusproduktus (piem., metānu).
- pH — skāba vai sārmaina vide ietekmē mikrobu kopienu un fermentu efektivitāti.
- Materiāla ķīmiskais sastāvs — viegli sadalāmi cukuri un proteīni sadalās ātri; lignīns un cietāks celulozes materiāls sadalās lēnāk.
- Sajaukšana un virsmas laukums — sasmalcināts materiāls sadalās straujāk, jo palielinās mikrobu kontaktvirsma.
Ekoloģiskā un praktiskā nozīme
Noārdīšanās ir būtisks elements ekosistēmās: tā nodrošina barības vielu apriti (slāpekli, fosforu, oglekli), palīdz veidot augsni un uztur produktīvu vidi augiem. Bez sadalītājiem organiskās vielas uzkrātos un barības vielas būtu maz pieejamas dzīvajiem organismiem.
Cilvēku darbības kontekstā sadalīšanās procesus izmanto:
- Kompostēšanā — kontrolētā aerobā noārdīšanā, lai ražotu bagātinātu augsni dārzniecībai.
- Atkritumu pārvaldībā — efektīva organisko atkritumu sadalīšana samazina izgāztuvju slogu un emisijas.
- Biogāzes ražošanā — anaerobā sadalīšanās biodegradācijas iekārtās ražo metānu enerģijas ieguvei.
- Forenziskajos pētījumos — sadalīšanās stadijas var palīdzēt noteikt laiku pēc nāves.
Anaerobā sadalīšanās un emisijas
Bez skābekļa sadalīšanās process bieži ir lēnāks un rada reducētus produktus, piemēram, metānu (CH4) un sēru savienojumus, kas var izraisīt sliktu smaku. Anaerobā sadalīšanās dabā notiek purvos, dziļākos augsnes slāņos un ar ūdeni piesātinātās teritorijās; rūpnieciskos apstākļos to izmanto biogāzes ražošanai.
Kopsavilkums
Noārdīšanās ir plašs process, ko veicina gan mikroorganismi (mikrobi, baktērijas), gan lielāki organismi (piemēram, tārpi un kukaiņi), kā arī fizikāli un ķīmiski faktori. Sēnes, kas dzīvo saprofītiskā veidā, ir īpaši nozīmīgas cietāku augu materiālu — piemēram, lignificētu koksnes — sadalē. Procesa izpratne ļauj labāk pārvaldīt atkritumus, veicināt augsnes veselību un samazināt neizšķirošus emisiju avotus.
Persiku bojāšanās sešu dienu laikā, katru kadru veidojot ar aptuveni 12 stundu intervālu. Augļi sadrūp un pārklājas ar pelējumu.
Jautājumi un atbildes
J: Kas ir sadalīšanās?
A: Noārdīšanās, saukta arī par pūšanu, ir process, kas notiek, kad dzīvas būtnes vai organiskie materiāli pēc nāves sadalās.
J: Kāpēc notiek sadalīšanās?
A: Organiskās molekulas uzkrāj celtniecības blokus un enerģiju. Kad organiskais materiāls sadalās, enerģija un celtniecības bloki tiek izmantoti jaunu organismu pavairošanai.
J: Kāda ir sēnīšu loma sadalīšanās procesā?
A: Sēnes ir vesela dzīvu radību valstība, kas šķeļ organiskos materiālus. Tās uzņem organiskās vielas caur savām šūnu sieniņām, un to dzīvesveidu sauc par saprofītisku.
J: Kāda veida dzīvās radības ir iesaistītas sadalīšanās procesā?
A: Sadalīšanās procesā ir iesaistīti mikrobi, īpaši baktērijas, sēnītes un tārpi.
J: Kā tārpi veicina sadalīšanos?
A: No kukaiņu olām izšķīlušās kāpuri sāk baroties ar ķermeņa audiem, tādējādi veicinot sadalīšanās procesu.
J: Kādi ir dažādi veidi, kā var notikt sadalīšanās?
A: Sadalīšanās var notikt, pateicoties mikrobu aktivitātei, kāpuriem, kas barojas ar ķermeņa audiem, un neorganiskiem procesiem.
J: Kāpēc visi organiskie materiāli laika gaitā sadalās?
A: Visi organiskie materiāli laika gaitā sadalās, jo tie ir augstākā enerģētiskā stāvoklī nekā parastie neorganiskie materiāli.
