Ma'lumki tabiatda moddalarning aylanishi uchun uch guruh organizmlarning bo'lishi shart.

1. Produsentlar (hosil qiluvchilar).
2. Konsumentlar (iste'molchilar).
3. Redusentlar (parchalovchilar).

Hayotni produsentlarsiz tasavvur qilish qiyin. Ular birlamchi biomahsulotlarni hosil qiladi. Konsumentlar birlamchi va ikkilamchi biomahsulotlarni iste'mol qilgan holda, organik moddalarni bir holdan ikkinchi holga o'tkazadi va hayot xilma-xilligini keltirib chiqaradi. Bu o'z navbatida turlarning evolyusiyasiga olib keladi.

Redusentlar organik moddalarni mineral moddalarga parchalab, sayyoramizni o'lik qoldiqlardan iborat bo'lgan katta "mozor" ning kelib chiqishiga imkon bermaydi.

Yerda boradigan har kanday jarayonlarning manbai va boshlanishi quyosh nuri energiyasi hisoblanadi. Yorug'lik ta'sirida boradigan yashil o'simliklardagi fotosintez jarayoni natijasida organik modda to'planadi. Fotosintezning foydali ish koeffisenti nihoyatda past. Yer yuziga tushadigan quyosh nurlarini atigi 1% idan foydalaniladi. Foydali qazilmalarda (toshko'mir, neft, torf, gaz) quyosh energiyasi konservalangan holda saqlanadi. Ba'zi bir organizmlar organik moddalarning oksidlanishi natijasida ajralib chikadigan energiyadan foydalanadi. Bu jarayon xemosintez deb ataladi.

Biosferada modda va energiya almashinuvi. Ma'lumki, Yerga keladigan energiyaning 99%ini Quyosh nurlari tashkil etadi. Bu energiya atmosfera, gidrosfera va litosferada bo'lib o'tadigan turli fizik kimyoviy jarayonlarga sarf qilinadi, ya'ni: havo va suv to'lqinlari, tog'-toshlarning emirilishi, bug'lanishi, tirik moddalarning hosil bo'lishi va taqsimlanishi, minerallarning erishi, gazlarning yutilishi va ajralishi kabi holatlarga sarflanadi.

Biosferada turli mikroorganizmlar faoliyati natijasida oksidlanish va tiklanish kabi kimyoviy jarayonlar bo'ladi.

V.R. Vilyams fikricha, Quyosh energiyasi Yer yuzida ikki xil moddalar almashinuvini ta'minlaydi.

1. Biologik (kichik doirada) aylanish.
2. Geologik (katta doirada) aylanish.

Har yili Quyoshdan 21*10²⁰ kJ yorug'lik energiyasi Yerga keladi. Shu energiyaning 50%i bug'lanishga sarf qilinadi. Biosferada suvning aylanishi – Yer er yuzi va suv havzalaridan suvning bug'lanishi va namlik sifatida qaytib erga tushishi geologik (katta) aylanishdir.

Biosferada tirik moddalarning yuzaga kelishi bilan atmosfera, suv va mineral moddalarning aylanishi hosil bo'ladi, ya'ni abiotik va geologik asosda organik moddalar almashinishi yoki kichik biologik aylanish paydo bo'lgan.

Biosferada geologik moddalar aylanishiga 50%ga yaqin, biologikka esa 0,1-0,2% Quyosh energiyasi sarflanadi. Biologik aylanishga juda kam energiya ketsa ham biosferadagi bu jarayonda birlamchi mahsulot yaratiladi.

Biosferada kimyoviy elementlar doim sirkulyatsiyada bo'lib, tashqi muhitdan organizmga o'tib turadi. Bu holatni biogeokimyoviy sikl deb aytiladi. Bunda O₂, CO₂, N₂O, azot, fosfor, oltingugurt va boshqa elementlar aylanib turadi.

Atmosferada kislorod fotosintez hisobiga to'planadi. Uning to'planishiga ikkinchi manba suv molekulasidir. O'simliklar tomonidan ajratilgan kislorodning molekulalar soni CO₂ ning molekulalar soniga proporsionaldir. O'simliklarning nafas olishida ajralgan kislorod o'z navbatida uglerodning oksidlanishida ishlatiladi, ma'lum qismi atmosferada qoladi. Atmosferadagi erkin kislorodning fondi 1,6*10¹⁵ g bo'lib, yashil o'simliklar uni 10000 yilda yaratadi.Har bir kimyoviy element katta va kichik sikllarda o'ziga xos tezlik bilan migrasiya qiladi. Jumladan, atmosferadagi jami O₂ tirik organizmlar tanasidan 2 ming yilda o'tsa, CO₂ – 300 yilda o'tadi. Boshqa elementla esa tezroq o'tadi.

Suvning tabiatda aylanishi. Suv biosferaning barcha tarkibiy qismlarida uchraydi. U suv havzalaridan tashqari tuproqda, havoda va boshqa tirik organizmlarning 80-90% biomassasini tashkil etadi. Suvni tabiatda aylanishi kuyidagicha boradi. Suv er yuziga atmosfera yog'inlari tarzida tushib, atmosferaga asosan o'simliklarning suv bug'latishi va dengizlar yuzasining bug'lanishi hisobiga qaytadi.

Uglerodning aylanishi. Biosferaning eng muhim jarayonlari uglerod elementining aylanishi bilan bog'liq. Biosferadagi murakkab birikmalar tarkibidagi uglerod etakchi rol o'ynab, uning birikmalari doimo sintezlanib, parchalanib turadi. Bunda uglerodning bir qismi aylanishdan chiqib ham ketadi. Inson har yili qazilma holidagi uglerodning 5,6x10⁹ t sidan har xil maqsadlarda foydalanadi.

Azotning aylanishi. Atmosferadagi erkin holatdagi azot miqdori 70% dan ortiq bo'lsa ham undan foydalanish uchun birikma holiga o'tkazilishi kerak. Azotning tabiiy birikishi momoqaldiroq, chaqmoq chaqishi, ionlanish jarayonlari, meteoritlarning kuyib ketishi kabilarni ko'rsatish mumkin. Ammo erkin azotni birikma holga o'tkaziladi.

Dukkakli o'simliklarning ildizida yashovchi tuganak bakteriyalar esa yiliga 350 kg/ga azot birikmasini to'playdi. Azotni birikma holatiga o'tkazish uchun ma'lum energiya talab etiladi. Tuproqda bakteriyalar tomonidan ammoniy nitrat va nitritlarga oksidlanadi, hamda denitrifikasiyalovchi bakteriyalar tomonidan esa ular gaz holiga azot oksidi tarzida qaytariladi. Ammoniy ionlarining nitrit va nitratlargacha oksidlanishi energiya ajralishi bilan boradi. Ammoniy birikmalari, nitrit va nitratlar eritma tarzida organizm tomonidan o'zlashtiriladi.

Keyinchalik ulardan organik moddalar birinchi navbatda, aminokislotalar va ulardan oqsillar sintezlanadi. Hosil bo'lgan oqsillar o'simlikni iste'mol qiladigan konsumentlarda qayta ishlanadi. Keyingi bosqichda organik moddalar mineral moddalarga parchalanadi. Bunda ammonifikasiyalovchi bakteriyalar guruhi organik moddalardagi azotni ammoniy tuzlarga aylantiradi. Suvning toza qatlamida azot mikdori quruqlikdan kelib qo'shilgan azot miqdori hisobiga bir oz ko'proq bo'ladi. Shuningdek atmosferadagi ammiakni erib tushishi okeandagi o'simlik va hayvonlar qoldiqlarini parchalinishi hisobiga ortadi.