Fosfortsükli etapid ja tähtsus



The fosforitsükkel on protsess, mille käigus fosfor liigub läbi kivide, vee, pinnase ja organismide. Erinevalt teistest biogeokeemilistest tsüklitest ei lähe see tsükkel läbi õhu, kuna fosforil põhinevaid gaasilisi ühendeid ei ole palju..

Peamine fosforireserv on jõgede, järvede ja ookeanide (hüdrosfäär), aga ka setete ja kivimite (litosfäär) vees. Fosfor on oluline taimede ja loomade kasvatamiseks, samuti mulla elusate mikroobide jaoks, mis aja jooksul järk-järgult vähenevad.

Fosfori peamine bioloogiline funktsioon on osa olulistest biomolekulidest nagu nukleiinhapped (DNA ja RNA), mõned valgud ja lipiidid. Tegelikult moodustavad DNA ahelad fosfaatestri sidemed.

Kaltsiumfosfaat on ka oluline komponent imetajate luude ja hammaste moodustumisel. Samuti moodustab see osa putukate exoskeleton struktuurist, rakkude fosfolipiidide membraanidest ja paljudest olulistest metaboliitidest nagu ATP..

Fosforitsükkel on äärmiselt aeglane protsess, sest fosfor jääb pikka aega kividesse ja setetesse. Vihm ja erosioon aitavad fosforit kividest pesta, samal ajal kui pinnasel orgaaniline aine neelab fosfori, mida kasutatakse mitmesugustes bioloogilistes protsessides..

Sarnaselt kõigile biogeokeemilistele tsüklitele ei ole fosforitsükli algust ega lõppu ning kindlasti ei ole ühtegi liikumissuunda. Maa tsüklid on keerulised võrgud, kus ressursid liiguvad mitmesse suunda.

Indeks

  • 1 Tsükli etapid
  • 2 Fosfori tähtsus elusolenditele
    • 2.1 Toitainete piiramine
    • 2.2 DNA ja RNA vorm
    • 2.3 Energia transport
    • 2.4 Annab rakumembraanidele struktuuri
    • 2.5 See on osa luudest
    • 2.6 Kodustamises osalemine
    • 2.7 Reguleerib ensümaatilist aktiivsust
    • 2.8 Signaali saatja
  • 3 Inimese mõju fosforitsüklile
    • 3.1 Väetiste kasutamine
    • 3.2 Eutrofeerumine
    • 3.3 Reovesi ja detergentide kasutamine
  • 4 Viited

Tsükli etapid

- Aja jooksul vähendab vihm ja tuul kivimeid, põhjustades fosfaatioonide ja muude mineraalide vabanemist. See anorgaaniline fosfaat jaotub mullas ja vees.

- Taimed võtavad oma juurte kaudu pinnasest anorgaanilist fosfaati; sel viisil lisavad nad fosfaadid oma bioloogilistesse molekulidesse (nukleiinhapped ja valgud), võimaldades seega nende kasvu ja arengut.

- Taimi saab tarbida taimtoidulistel loomadel. Kui nad organismi sisenevad, lagunevad fosforit sisaldavad molekulid ja lisatakse uuesti taimsete organismide orgaanilistesse molekulidesse..

- Röövloomad võivad tarbida taimtoidulisi loomi ja sel viisil viia fosfori aatomid trofilise ahela järgmisele tasandile. Nende loomade poolt absorbeeritud fosfaadid viiakse pinnasesse eritumise teel.

- Kui taim või loom sureb, lagundatakse selle kuded teise organismi rühmaga, mida nimetatakse lagundajateks. Need mikroobid lagunevad jäägid ja sel viisil tagastatakse orgaaniline fosfaat pinnasesse.

- Mulla fosfor võib sattuda erinevatesse veekogudesse ja lõpuks jõuda ookeanisse. Seal saab selle lisada veeorganismidesse või elada pikka aega.

Fosfori tähtsus elusolenditele

Toitainete piiramine

Sarnaselt süsinikule, hapnikule, vesinikule ja lämmastikule on fosfor kõigil eluvormidel piirav toitainete sisaldus, mis tähendab, et organismi kasvu potentsiaali piirab selle elutähtsate toitainete kättesaadavus..

Moodustab DNA ja RNA

Fosfor on osa DNA ja RNA struktuurist. DNA topeltheliksvorm on võimalik ainult seetõttu, et fosfaadi molekulid moodustavad fosfaatestri silla, mis seondub topeltheliksiga.

Energia transport

Fosfor on vajalik ka energia transportimiseks rakkudes, see on muu hulgas energia salvestamise molekulide nagu ATP, ADP, SKP põhiosa..

See annab rakumembraanidele struktuuri

Fosfor annab rakumembraanidele struktuuri. Bioloogiliste membraanide põhikomponent on molekulid, mida nimetatakse fosfolipiidideks, mis on moodustatud erinevat tüüpi fosfaatrühmadega seotud lipiididest..

See on osa luudest

Fosforit leidub luudes kaltsiumfosfaadi kujul ja annab selle jäikuse. Samuti esineb see imetajate hammaste emailis ja putukate exoskeletonis.

Kodustamises osalemine

Fosfor töötab ka homeostaasi säilitamisel. Mõned fosforil põhinevad ühendid on olulised puhvrid; see tähendab, et nad aitavad säilitada tasakaalu hapete ja aluste (pH) vahel kehas.

Reguleerib ensümaatilist aktiivsust

Fosfor reguleerib ensüümide aktiivsust. Fosfaatrühmade lisamisega aktiveeritakse (või desaktiveeritakse) mitmeid olulisi metabolismi ensüüme.

Signaali saatja

Fosfor on oluline ka rakkude signaalide edastamiseks.

Inimese mõju fosforitsüklile

Inimene on oma keskkonnaga suhelnud ja mõjutanud paljusid looduslikke protsesse, sealhulgas fosforitsüklit. Inimese tegevus muudab fosforitsüklit peamiselt lisades rohkem fosfori kohtadesse, kus seda varem ei olnud piisavalt.

Väetiste kasutamine

Kuna fosfaatid on pinnases loomulikult piiratud, kaasnevad tänapäeva põllumajandustavad sageli anorgaanilisi fosfaate sisaldavate väetiste kasutamisega.

Kui fosfori lisatakse ökosüsteemile väga sageli, kaotab suur osa sellest fosforist, sest seda pestakse kiiresti vihmade ja niisutamisega..

Seetõttu jõuab liigne fosfor veekogudesse (jõed, mered ja ookeanid) läbi protsessi, mida nimetatakse äravooluks..

Eutrofeerumine

Kanalisatsiooniga pestud toitained kogunevad veekogudesse, põhjustades vetikate ja planktoni eksponentsiaalset kasvu. Seda protsessi nimetatakse eutrofeerumiseks.

Nende organismide proliferatsioon põhjustab kogu olemasoleva hapniku kiire ammendumise, mis mõjutab kõiki teisi ökosüsteemi liike..

Seda nähtust on täheldatud väikestes ökosüsteemides, näiteks mõnede talude tiikides, aga ka suurtes veekogudes, näiteks Läänemeres..

Reovesi ja detergentide kasutamine

Teine oluline fosfori allikas on reovesi ja pesuvahendid. Mõlemad lõpuks voolavad oma fosfaadirühmad veekogudesse, suurendades seega eutrofeerumise protsessi.

Viited

  1. Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Ökoloogia: inimestelt ökosüsteemidele (4. väljaanne). Blackwell Publishing.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ökoloogia: põhimõtted ja rakendused (2. väljaanne). Cambridge'i ülikooli press.
  3. Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Mõisted bioloogias (12. väljaanne). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Keskkonnakeemia (8. väljaanne). CRC Press.
  5. Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Keskkonnateadus: probleemid, ühendused ja lahendused (12. väljaanne). Cengage'i õppimine.
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Ökoloogilise ja keskkonna mikrobioloogia teemad (1. väljaanne). Academic Press.
  7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Bioloogia (7. ed.) Cengage'i õppimine.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Bioloogia: elu ühtsus ja mitmekesisus (Rev. ed.). Cengage'i õppimine.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Pinnas, ökoloogia ja majandamine (1)st). CABI.