Экология: биология взаимодействия. 2.08. Биогеохимический цикл серы

Українська мова (найновіша версія) / Російська мова (оновлення припинено)

2.07. Біогеохімічний цикл азоту

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Розділ 2. Біосферологія

2.09. Біогеохімічний цикл фосфору

2.08. Біогеохімічний цикл сірки
Сірка — досить поширений (п'ятнадцятий за хімічною поширеністю) у земній корі елемент, що трапляється в різних ступенях окиснення. Вона є необхідним компонентом білків (0,8-2,4%), до складу яких входить у вигляді сульфгідрильних (–SH) і дисульфідних (–S–S–) груп.
Споживається сірка (автотрофами й більшістю гетеротрофних мікроорганізмів) в окисненій формі, у вигляді сульфатів. Цей процес називається асиміляційною сульфатредукцією. На відміну від двох раніше розглянутих елементів, сірка майже не представлена в атмосфері. Сірководень в атмосфері швидко окиснюється киснем, а оксид сірки випадає на поверхню землі разом із дощами. Ми вже вказували, що певне перенесення сірки через атмосферу здійснюється у вигляді диметилсульфіду (див. пункт 2.03).
Під час руйнування органічних речовин сірка виділяється у відновленій формі з виділенням газу, що має неприємний запах, — сірководню. Крім сірководню, у ході цього процесу можуть утворюватися й інші смердючі речовини, наприклад меркаптани, які з часом теж перетворюються на сірководень. Те, що запах цих речовин здається нам огидним, — наслідок того, що вони є маркерами руйнування органічної речовини в безкисневих умовах.
Низка організмів здатна проводити і дисиміляційну сульфатредукцію. При цьому в безкисневому середовищі як окисники використовується не кисень, а сульфати (і в цьому зв'язку такий процес називають ще сульфатним диханням). Результат діяльності таких організмів добре видно в мулових відкладах. Шар мулу (детриту), у який проникає кисень, зазвичай має коричневий колір і не має неприємного запаху. Там, куди кисень не проникає, мул має чорний колір (через сульфід заліза II) і огидний запах. Це результат активності, наприклад, вібріонів Desulfovibrio. У гідротермальних місцезростаннях, де у відновному середовищі є запаси вулканічної сірки, мешкають (за температур 40-100° С) термофільні сіркоредукуючі археї та бактерії.
В окисному середовищі сірководень окиснюється до сірки й сульфатів. Це пов'язано з діяльністю різних груп організмів. Анаеробні фототрофні бактерії здійснюють анаеробний фотосинтез, окиснюючи сірководень до сірки й сульфатів. Ці бактерії забарвлені й мають коричневий, зелений або пурпуровий колір. Нейтральна сірка може накопичуватися в тілі таких бактерій, як пурпурові сірчані бактерії Chromatium, у вигляді окремих гранул. Для літотрофних сіркоокиснювальних бактерій і архебактерій джерелом енергії служить не світло, а саме окиснення сірководню. Представниками цієї групи є тіонові бактерії й екстремально термоацидофільні сіркозалежні археї. Чудовий приклад активності тіонових бактерій дають «чорні курці» — виходи сірководню на дні океану, де тіонові бактерії існують в ендосимбіозі з вестиментиферами й молюсками. До цієї ж групи належать ниткоподібні безбарвні сіркобактерії Beggiatoa, що населяють очисні споруди. Нарешті, до окиснення сірководню здатні багато інших гетеротрофів, зокрема багато грибів.
Запаси сірки й сульфатів є як результатом активності живих організмів, так і мають неорганічне походження. Цикл сірки зазнає серйозного впливу з боку людини. Спалювання речовин, що містять сірку (наприклад, бурого вугілля), призводить до викиду в атмосферу оксиду сірки SO2. Ця сполука токсична сама по собі й є однією з причин кислотних дощів (див. пункт 6.11).
Українська / Російська

2.07. Біогеохімічний цикл азоту

Д. Шабанов, М. Кравченко. Екологія: біологія взаємодії
Розділ 2. Біосферологія

2.09. Біогеохімічний цикл фосфору