Fosforisyklin vaiheet ja merkitys



fosforisykli on prosessi, jolla fosfori liikkuu kivien, veden, maaperän ja organismien läpi. Tämä sykli, toisin kuin muut biogeokemialliset syklit, ei kulje ilman läpi, koska fosforiin perustuvia kaasumaisia ​​yhdisteitä ei ole paljon.

Tärkein fosforivaraus on jokien, järvien ja valtamerien (hydrosfääri), mutta myös sedimenttien ja kivien (litosfääri) vedessä. Fosfori on välttämätön kasvien ja eläinten kasvulle sekä maaperässä eläville mikrobeille, jotka vähitellen vähenevät \ t.

Fosforin pääasiallinen biologinen tehtävä on olla osa tärkeitä biomolekyylejä, kuten nukleiinihappoja (DNA ja RNA), joitakin proteiineja ja lipidejä. Itse asiassa DNA-säikeet muodostuvat fosfaattiesterisidoksista.

Kalsiumfosfaatti on myös tärkeä osa nisäkkäiden luiden ja hampaiden muodostumista. Samoin se on osa hyönteisten exoskeleton, solujen fosfolipidien kalvojen ja monien tärkeiden metaboliittien, kuten ATP: n, rakennetta..

Fosforisykli on erittäin hidas prosessi, koska fosfori pysyy pitkään kivissä ja sedimenteissä. Sade ja eroosio auttavat pesemään fosforia kivistä, kun taas maaperässä orgaaninen aine absorboi fosforin, jota käytetään erilaisissa biologisissa prosesseissa..

Kuten kaikki biogeokemialliset syklit, fosforisyklin alkua tai loppua ei ole, eikä varmasti ole yhtä liikkeen suuntaa. Maan syklit ovat monimutkaisia ​​verkkoja, joissa resurssit liikkuvat useissa suunnissa.

indeksi

  • 1 Syklin vaiheet
  • 2 Fosforin merkitys eläville olennoille
    • 2.1 Ravinteiden rajoittaminen
    • 2.2 Muodosta DNA ja RNA
    • 2.3 Energian kuljetus
    • 2.4 Antaa rakenteen solukalvoille
    • 2.5 Se on osa luita
    • 2.6 Osallistuminen homeostaasiin
    • 2.7 Säätää entsymaattista aktiivisuutta
    • 2.8 Signaalilähetin
  • 3 Ihmisen vaikutus fosforisykliin
    • 3.1 Lannoitteiden käyttö
    • 3.2 Rehevöityminen
    • 3.3 Jätevedet ja pesuaineiden käyttö
  • 4 Viitteet

Syklin vaiheet

- Ajan myötä sade ja tuuli heikentävät kiviä ja aiheuttavat fosfaatti-ionien ja muiden mineraalien vapautumista. Tämä epäorgaaninen fosfaatti jakautuu maaperään ja veteen.

- Kasvit ottavat epäorgaanista fosfaattia maaperästä juurensa kautta; tällä tavoin ne sisällyttävät fosfaatit biologisiin molekyyleihin (nukleiinihapot ja proteiinit), mikä mahdollistaa niiden kasvun ja kehittymisen.

- Kasvinviljelijät voivat käyttää kasveja. Kun ne tulevat organismin, fosforia sisältävät molekyylit hajoavat ja sisällytetään jälleen kasviperäisen organismin orgaanisiin molekyyleihin.

- Lihansyöjät voivat käyttää kasviperäisiä eläimiä, ja siten siirtää fosforiatomit troofisen ketjun seuraavalle tasolle. Näiden eläinten absorboimat fosfaatit palautetaan maaperään erittymisen kautta.

- Kun kasvi tai eläin kuolee, toinen kudosryhmä hajottaa hajottimiksi sen kudokset. Nämä mikrobit hajottavat jäännökset ja tällä tavalla orgaaninen fosfaatti palautetaan maaperään.

- Maaperän fosfori voi päätyä eri vesistöihin ja lopulta päätyä merelle. Siellä se voidaan sisällyttää vesieliöihin tai se voidaan sijoittaa pitkäksi aikaa.

Fosforin merkitys eläville olennoille

Ravinteiden rajoittaminen

Hiilen, hapen, vedyn ja typen tavoin fosfori on rajoittava ravintoaine kaikissa elämänmuodoissa, mikä tarkoittaa, että tämän elintärkeän ravintoaineen saatavuus rajoittaa organismin kasvun mahdollisuuksia..

Muodostaa DNA: n ja RNA: n

Fosfori on osa DNA: n ja RNA: n rakennetta. DNA: n kaksoishelix-muoto on mahdollista vain siksi, että fosfaatti-molekyylit muodostavat fosfaattiesterisillan, joka sitoutuu kaksoiskierteeseen.

Energian kuljetus

Fosforia tarvitaan myös energian kuljettamiseen soluissa, se on olennainen osa muun muassa energian varastointimolekyylejä, kuten ATP, ADP, BKT..

Se antaa rakenteen solukalvoille

Fosfori antaa rakenteen solukalvoille. Biologisten kalvojen perustekijä on molekyylit, joita kutsutaan fosfolipideiksi, jotka muodostuvat erilaisista fosfaatiryhmiin liittyvistä lipideistä..

Se on osa luita

Fosforia esiintyy luut kalsiumfosfaatin muodossa ja antaa sille jäykkyyden. Se on myös nisäkkäiden hampaiden ja hyönteisten exoskeleton emalissa.

Osallistuminen homeostaasiin

Fosfori toimii myös homeostaasin ylläpitämisessä. Jotkin fosforipohjaiset yhdisteet ovat tärkeitä puskureita; eli ne auttavat ylläpitämään tasapainoa happojen ja emästen (pH) välillä kehossa.

Säätää entsymaattista aktiivisuutta

Fosfori säätelee entsyymien aktiivisuutta. Monia tärkeitä aineenvaihdunnassa olevia entsyymejä aktivoidaan (tai deaktivoidaan) lisäämällä fosfaattiryhmiä.

Signaalilähetin

Fosfori on myös välttämätön solujen sisällä tapahtuvan signaalin siirron kannalta.

Ihmisen vaikutus fosforisykliin

Ihminen on vaikuttanut ympäristöönsä ja on vaikuttanut moniin luonnollisiin prosesseihin, mukaan lukien fosforisykli. Ihmisen toiminta muuttaa fosforisykliä lähinnä lisäämällä enemmän fosforia paikkoihin, joissa tätä ei ole aikaisemmin ollut riittävästi.

Lannoitteiden käyttö

Koska fosfaatit ovat luonnollisesti melko rajalliset maaperässä, nykyaikaisissa maatalouskäytännöissä käytetään usein epäorgaanisia fosfaatteja sisältäviä lannoitteita.

Kun fosforia lisätään ekosysteemiin hyvin usein, suuri osa tästä fosforista häviää, koska se pestään nopeasti sateilla ja kastelulla.

Siksi fosforin ylimääräinen määrä kulkeutuu vesistöihin (joet, meret ja valtameret) prosessin, jota kutsutaan valumaan, avulla..

rehevöitymistä

Valumalla pestyt ravintoaineet kertyvät vesistöihin ja aiheuttavat levien ja planktonin eksponentiaalista kasvua. Tätä prosessia kutsutaan rehevöitymiseksi.

Näiden organismien lisääntyminen aiheuttaa kaiken käytettävissä olevan hapen nopean häviämisen, mikä vaikuttaa kaikkiin muihin ekosysteemin lajeihin.

Tämä ilmiö on havaittu pienissä ekosysteemeissä, kuten joidenkin tilojen lammet, mutta myös valtavilla vesistöillä, kuten Itämerellä..

Jätevedet ja pesuaineiden käyttö

Toinen tärkeä fosforin lähde on jätevesistä ja pesuaineista. Molemmat pääsevät virtaamaan fosfaatti- ryhmiä vesimuodostumiin, mikä lisää rehevöitymistä.

viittaukset

  1. Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Ekologia: Yksilöiltä ekosysteemeihin (4. painos). Blackwell Publishing.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ekologia: periaatteet ja sovellukset (2. painos). Cambridge University Press.
  3. Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Käsitteet biologiassa (12. painos). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Ympäristökemia (8. painos). CRC Press.
  5. Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Ympäristötiede: ongelmat, yhteydet ja ratkaisut (12. painos). Cengage-oppiminen.
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Ekologisen ja ympäristöllisen mikrobiologian aiheet (Ensimmäinen toim.). Academic Press.
  7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biologia (7. painos) Cengage Learning.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Biologia: elämän yhtenäisyys ja moninaisuus (Rev. ed.). Cengage-oppiminen.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Maaperä, ekologia ja hallinta (1st). CABI.