Natur und Technik für den Pflichtschulabschluss: Stoffkreislauf

Kreislauf bedeutet allgemein eine regelmäßig wiederkehrende Abfolge von Ereignissen. Mit einfacheren Worten beschreiben: Wir haben etwas am Anfang. Dieses „Etwas“ ändert sich. Nach einer Reihe von Änderungen, haben wir am Ende das Gleiche wie am Anfang. Wenn sich diese Reihe von Änderungen sich wiederholt, dann haben wir einen Kreislauf. Das „Etwas“, das sich beim Stoffkreislauf ändert, ist eine chemische Verbindung (ein „Stoff“). Diese ändert sich zu einer anderen chemischen VErbindung. Nach eine Reihe von Änderungen haben wir die gleiche Verbindung wie am Anfang. Wenn sich diese Reihe von Änderungen der chemischen Verbindung sich wiederholt, dann haben wir einen Stoffkreislauf.

Beispielsweise wird Kohlendioxid und Wasser von Pflanzen aufgenommen, in Zucker oder ähnliche Moleküle umgewandelt und dann von Tieren oder Bakterien wieder in Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. Wir haben daher am Anfang zwei Stoffe (Kohlendioxid und Wasser). Diese werden durch chemische Reaktionen in den Pflanzen zu zwei anderen Stoffen umgewandelt (Zucker und Sauerstoff). Die neuen Stoffen (Zucker und Sauerstoff) werden dann von Tieren als Ernährung benutzt. Sie werden dann durch chemische Reaktionen wieder zu den Anfangsstoffe umgewandelt (Kohlendioxid und Wasser). Dieser Prozess wiederholt sich ständig, daher haben wir einen Kreislauf, auch wenn er nur aus zwei Schritten besteht.

Im Prozess des Stoffkreislaufs werden drei verschiedene Arten von Lebewesen definiert: Produzenten, Destruenten und Konsumenten.

Lebewesen, die aus anorganischen Stoffen neue organische Masse aufbauen werden als Produzenten bezeichnet. Das sind fast ausschließlich die Pflanzen. Die Pflanzen sind also Lebewesen. Sie nehmen anorganische Stoffe, Stoffe also, die man auch in nicht lebendigen Organismen finden kann. Genauer benutzen die Pflanzen vor allem Wasser und Mineralien aus der Erde und Kohlendioxid aus der Luft. Dadurch bauen sie organische Masse auf. Aus nicht Lebendigen bauen sie etwas lebendiges auf. Was die Pflanzen aus Wasser, Mineralien und Kohlendioxid machen, ist die Pflanzen selbst. Sie wandeln diese Substanzen zu Teilen der Pflanzen um. Dafür wenden sie die Energie der Sonne an.

Die von den Produzenten gebildete Biomasse wird von Destruenten („Zersetzern“) wieder in anorganische Stoffe mineralisiert. Destruenten sind weit überwiegend Bakterien und Pilze. Die Bakterien und die Pilze nutzen die Pflanzen als Energiequelle. Sie bauen die Pflanzen ab. Die Biomasse (einst lebendiger Stoff) sind die Pflanzen. Die Bakterien und die Pilze wandeln die Stoffe, die mal lebendig waren (also die Biomasse), zu nicht lebendigen (sogenannten anorganischen) Stoffen wieder um (also zu Wasser, Mineralien und Kohlendioxid). Dafür verbrauchen sie Energie aus ihrer Nahrung.

Das einfachste denkbare Ökosystem besteht also aus einem Produzenten und einem Destruenten. Fast alle Ökosysteme weisen neben diesen Gruppen noch Konsumenten auf. Konsumente sind vor allem die Tiere. Diese bauen organische Masse (also den Körper des Tiers) aus anorganischen und organischen Stoffen auf (z. B. aus anorganischem Wasser und Sauerstoff und organischen Stoffen aus ihrer Nahrung, die aus Pflanzen bzw. anderen Tieren besteht) . Tiere verbrauchen dafür Energie aus ihrer Nahrung (im Gegensatz zu den Pflanzen, die ihre Energie von der Sonne gewinnen). Allerdings bauen Tiere (und Konsumente allgemeiner) die Biomasse nicht vollständig zu anorganischen Stoffen ab. Das machen die Destruenten.

Produzent
Destruent
Konsument