Fosfora cikla posmi un nozīme
The fosfora cikls ir process, kurā fosfors pārvietojas pa akmeņiem, ūdeni, augsni un organismiem. Šis cikls, atšķirībā no citiem biogeoķīmiskajiem cikliem, neiziet cauri gaisam, jo nav daudz gāzveida savienojumu, kuru pamatā ir fosfors..
Galvenā fosfora rezerve atrodas upju, ezeru un okeānu (hidrosfēras) ūdenī, bet arī nogulumos un akmeņos (litosfērā). Fosfors ir būtisks augu un dzīvnieku augšanai, kā arī mikroorganismiem, kas apdzīvo augsni, kas laika gaitā pakāpeniski samazinās.
Fosfora galvenā bioloģiskā funkcija ir būtisku biomolekulu daļa, piemēram, nukleīnskābes (DNS un RNS), daži proteīni un lipīdi. Faktiski DNS virknes veidojas no fosfāta estera saitēm.
Kalcija fosfāts ir svarīgs zīdītāju kaulu un zobu veidošanās komponents. Tāpat tas ir daļa no kukaiņu exoskeleton struktūras, šūnu fosfolipīdu membrānām un daudziem svarīgiem metabolītiem, piemēram, ATP..
Fosfora cikls ir ļoti lēns process, jo fosfors ilgstoši saglabājas akmeņos un nogulumos. Lietus un erozija palīdz mazgāt fosforu no klintīm, bet augsnē organiskā viela absorbē fosforu, kas tiks izmantots dažādiem bioloģiskiem procesiem..
Tāpat kā visi bioģeoķīmiskie cikli, nav fosfora cikla sākuma vai beigu, un, protams, nav viena kustības virziena. Zemes cikli ir sarežģīti tīkli, kuros resursi pārvietojas vairākos virzienos.
Indekss
- 1 Cikla posmi
- 2 Fosfora nozīme dzīvajām būtnēm
- 2.1. Uzturvielu ierobežošana
- 2.2 Veido DNS un RNS
- 2.3 Enerģijas transports
- 2.4 Nodrošina struktūru šūnu membrānām
- 2.5 Tas ir daļa no kauliem
- 2.6. Piedalīšanās homeostazē
- 2.7 Regulē enzīmu aktivitāti
- 2.8 Signāla raidītājs
- 3 Cilvēka ietekme uz fosfora ciklu
- 3.1. Mēslošanas līdzekļu izmantošana
- 3.2 Eitrofikācija
- 3.3 Notekūdeņi un mazgāšanas līdzekļu izmantošana
- 4 Atsauces
Cikla posmi
- Laika gaitā lietus un vējš mazina akmeņus, izraisot fosfātu jonu un citu minerālu izdalīšanos. Šis neorganiskais fosfāts tiek izplatīts augsnē un ūdenī.
- Augi no augsnes, izmantojot saknes, ņem neorganisko fosfātu; tādā veidā tie iekļauj fosfātus to bioloģiskajās molekulās (nukleīnskābēs un proteīnos), tādējādi ļaujot to augšanai un attīstībai.
- Augus var patērēt zālēdāji. Kad tie iekļūst organismā, molekulas, kas satur fosforu, tiek noārdītas un atkal iekļautas augu augu organisma organiskajās molekulās..
- Zaļēdāji var lietot zālēdājus, un tādējādi fosfora atomi tiek pārnesti uz nākamo trofiskās ķēdes līmeni. Fosfāti, ko absorbē šie dzīvnieki, izdalās augsnē.
- Kad augs vai dzīvnieks nomirst, tā audus sadalās cita organisma grupa, ko sauc par sadalītājiem. Šie mikrobi noārda atliekas, un tādā veidā organiskais fosfāts tiek atgriezts augsnē.
- Augsnes fosfors var nonākt dažādos ūdenstilpēs un visbeidzot nonākt okeānā. Pēc tam to var ievietot ūdens organismos vai nokārtot ilgstoši.
Fosfora nozīme dzīvajām būtnēm
Uzturvielu ierobežošana
Tāpat kā ogleklis, skābeklis, ūdeņradis un slāpeklis, fosfors ir ierobežojoša barības viela visām dzīvības formām, kas nozīmē, ka organisma augšanas potenciālu ierobežo šīs svarīgās uzturvielas pieejamība..
Veido DNS un RNS
Fosfors ir daļa no DNS un RNS struktūras. DNS dubultā spirāles forma ir iespējama tikai tāpēc, ka fosfātu molekulas veido fosfāta estera tiltu, kas saistās ar dubultā spirāle.
Enerģijas transports
Fosfors ir nepieciešams arī enerģijas transportēšanai šūnās, cita starpā tā ir būtiska daļa no enerģijas uzglabāšanas molekulām, piemēram, ATP, ADP, IKP..
Tā dod struktūru šūnu membrānām
Fosfors nodrošina struktūru šūnu membrānām. Bioloģisko membrānu pamatelements ir molekulas, ko sauc par fosfolipīdiem, ko veido dažādi lipīdu veidi, kas saistīti ar fosfātu grupām..
Tā ir daļa no kauliem
Fosfors ir atrodams kaulos kalcija fosfāta formā un piešķir tam stingrību. Tas ir arī zīdītāju zobu emaljas un kukaiņu eksoskeletā.
Piedalīšanās homeostazē
Fosfors darbojas arī homeostāzes uzturēšanā. Daži fosfora savienojumi ir svarīgi buferi; tas nozīmē, ka tie palīdz saglabāt līdzsvaru starp skābēm un bāzēm (pH) organismā.
Regulē enzīmu aktivitāti
Fosfors regulē fermentu aktivitāti. Daudzi nozīmīgi vielmaiņas fermenti tiek aktivizēti (vai dezaktivēti), pievienojot fosfātu grupas.
Signāla raidītājs
Fosfors ir būtisks signāla pārraidei šūnās.
Cilvēka ietekme uz fosfora ciklu
Cilvēks ir mijiedarbojies ar savu vidi un ir ietekmējis daudzus dabiskus procesus, tostarp fosfora ciklu. Cilvēka darbība maina fosfora ciklu, galvenokārt, pievienojot vairāk fosfora vietām, kur to agrāk nebija.
Mēslošanas līdzekļu izmantošana
Tā kā augsnē dabiski fosfāti ir diezgan ierobežoti, mūsdienu lauksaimniecības praksē bieži tiek izmantoti neorganiskie fosfāti saturoši mēslošanas līdzekļi.
Ja ekosistēmai ļoti bieži tiek pievienots fosfors, liela daļa fosfora tiek zaudēta, jo to ātri mazgā ar lietus un apūdeņošanu..
Tāpēc fosfora pārpalikums tiek transportēts uz ūdenstilpēm (upēm, jūrām un okeāniem), izmantojot procesu, ko sauc par noteci..
Eitrofikācija
Uzturvielas, ko mazgā ar noteci, uzkrājas ūdenstilpēs, izraisot aļģu un planktona eksponenciālu augšanu. Šo procesu sauc par eitrofikāciju.
Šo organismu izplatīšanās izraisa visu pieejamo skābekļa strauju izzušanu, kas ietekmē visas citas ekosistēmas sugas..
Šī parādība ir novērota mazās ekosistēmās, piemēram, dažu saimniecību dīķos, bet arī milzīgos ūdenstilpnēs, piemēram, Baltijas jūrā..
Notekūdeņi un mazgāšanas līdzekļu izmantošana
Vēl viens svarīgs fosfora avots ir notekūdeņi un mazgāšanas līdzekļi. Abi galu galā virza fosfātu grupas ūdenstilpēs, tādējādi palielinot eitrofikācijas procesu.
Atsauces
- Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Ekoloģija: No indivīdiem uz ekosistēmām (4. izdevums). Blackwell Publishing.
- Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ekoloģija: principi un pielietojumi (2. izdevums). Cambridge University Press.
- Engers, E., Ross, F. un Bailejs, D. (2007). Jēdzieni bioloģijā (12. izdevums). McGraw-Hill.
- Manahan, S. (2004). Vides ķīmija (8. izdevums). CRC Press.
- Millers, G. un Spoolmans, S. (2007). Vides zinātne: problēmas, savienojumi un risinājumi (12. izdevums). Cengage mācīšanās.
- Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Ekoloģiskās un vides mikrobioloģijas tēmas (1. izdevums). Academic Press.
- Solomons, E., Bergs, L. un Martin, D. (2004). Bioloģija (7. izdevums) Cengage Learning.
- Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Bioloģija: dzīves vienotība un daudzveidība (Rev. ed.). Cengage mācīšanās.
- Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Augsne, ekoloģija un apsaimniekošana (1)st). CABI.