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 phẩm
cuối cùng là khí cacbon dioxyt (CO
2
) và
nước. Do đó, tất cả các loài động thực
vật, cũng như đa số đại diện của Monera
và Protista mới có năng lượng để duy trì
mọi hoạt động sống và cấu tạo nên
chất sống riêng cho mình. Tuy nhiên,
CO2, nước và chất tế bào cũng có
thể được tạo thành, song nếu phản
ứng oxy hóa chưa hoàn toàn kết thúc thì
các hợp chất hữu cơ ấy vẫn còn được
phân hủy tiếp bởi các nhóm sinh vật khác
nhiều so với hô hấp kỵ khí. Vi
khuẩn hiếu khí (Aerobacter) được
nuôi trong điều kiện hiếu khí và kỵ
khí bằng nguồn thức ăn hydrat cacbon,
khi có mặt O
2
thì hầu như tất cả glucose
chuyển thành sinh khối của vi khuẩn và
CO
2
, còn khi không có mặt O
2
sự phân
hủy xảy ra không hoàn toàn, chỉ có một
lượng rất nhỏ chuyển thành hợp chất hữu
cơ chứa cacbon trong tế bào, trong khi
hàng loạt các hợp chất hữu cơ khác 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, kéo theo là sự bẻ gãy các chất
hữu cơ phức tạp thành các chất đơn giản
hơn.
Tham gia vào quá trình lên men có các vi
sinh vật kỵ khí nghiêm ngặt hoặc kỵ khí
tuỳ ý. Trong trường hợp lên men bởi vi
sinh vật kỵ khí tùy ý, ở điều kiện có oxy,
vi sinh vật chuyển sang hô hấp hiếu khí.
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 do hoạt động của
sinh vật, trong sinh quyển nói chung hay
từng hệ sinh thái nói riêng, các xích thức
ăn liên tục được hình thành: xích thức ăn
chăn nuôi, xích thức ăn phế liệu và xích
thức ăn thẩm thấu. Nhờ sự phân hủy,
trong môi trường còn xuất hiện hàng
loạt các chất “ngoại tiết” (exocrine),
tham gia vào quá trình điều hòa hoạt
động sống của các thành viên cấu tạo
nên quần xã. Các nhà sinh thái học còn
gọi các chất ngoại tiết là “hoocmon môi
trường”. Chúng là sản phẩm bài tiết, các
chất trao đổi trong hoạt động sống của
thế giới sinh vật dưới dạng các chất hữu
cơ hòa tan. Trong chúng, nhiều chất có
hoạt tính sinh học cao hoặc kìm hãm sự
phát triển (các chất kháng sinh như
Penicilline ) hoặc kích thích sự tăng
trưởng của các loài khác (các vitamin ),
một số chất mang tính dẫn dụ, lôi cuốn
đồng loại khác giới hay các loài khác
tham gia vào việc thực hiện một chức
năng sống của mình (hương thơm của
hoa, của các tuyến tiết).
Những sinh vật phân hủy (bao gồm cả
Oscillatoria, Methano, Methanococcus,
Desulfovibrio sống hiếu khí hoặc ky
khí, trong đất hoặc trong nước lại rất dễ
dàng phá vỡ “cầu nối ba” của phân tử
nitơ bằng loại enzym đặc hiệu của mình
(nitrogenase ).
Tóm lại, trong quá trình hô hấp hay
phân huỷ vật chất bởi các nhóm sinh
vật, sản phẩm được hình thành chủ
yếu là CO
2
, H
2
O, song trong quá trình
đó cũng có thể diễn ra chưa đến giai đoạn
kết thúc, ở điều kiện như vậy, chất hữu
cơ vẫn còn chứa một ít năng lượng nhất
định sẽ được các nhóm sinh vật khác sử
dụng và phân huỷ đến cùng.
Hương Thảo