Stopnje in pomen faze fosforja



The cikel fosforja je proces, pri katerem se fosfor premika skozi skale, vodo, prst in organizme. Ta cikel, za razliko od drugih biogeokemičnih ciklov, ne prehaja skozi zrak, ker na osnovi fosforja ni veliko plinastih spojin.

Glavni fosforni rezervat najdemo v vodah rek, jezer in oceanov (hidrosfera), pa tudi v sedimentih in kamninah (litosfera). Fosfor je bistven za rast rastlin in živali, kakor tudi za mikrobe, ki naseljujejo zemljo, ki se sčasoma postopoma izčrpajo..

Glavna biološka funkcija fosforja je, da je del pomembnih biomolekul, kot so nukleinske kisline (DNA in RNA), nekatere beljakovine in lipidi. Dejansko so verige DNA tvorjene s fosfatnimi estrskimi vezmi.

Kalcijev fosfat je tudi pomembna sestavina za tvorbo kosti in zob sesalcev. Prav tako je del strukture eksoskeleta žuželk, membran fosfolipidov celic in mnogih pomembnih metabolitov, kot je ATP..

Cikel fosforja je izjemno počasen proces, saj fosfor dolgo časa ostaja v kamninah in sedimentih. Dež in erozija pripomoreta k pranju fosforja iz kamnin, medtem ko organska snov v zemlji absorbira fosfor, ki se bo uporabljal za različne biološke procese..

Tako kot vsi biogeokemični cikli ni nobenega začetka ali konca fosforjevega cikla in zagotovo ni ene smeri gibanja. Zemeljski cikli so kompleksna omrežja, kjer se viri premikajo v več smereh.

Indeks

  • 1 Faze cikla
  • 2 Pomen fosforja za živa bitja
    • 2.1 Omejevanje hranil
    • 2.2 Oblikujte DNA in RNA
    • 2.3 Prevoz energije
    • 2.4 Struktura celičnih membran
    • 2.5 Je del kosti
    • 2.6 Sodelovanje v homeostazi
    • 2.7 Regulira encimsko aktivnost
    • 2.8 Oddajnik signala
  • 3 Vpliv človeka na cikel fosforja
    • 3.1 Uporaba gnojil
    • 3.2 Evtrofikacija
    • 3.3 Odpadne vode in uporaba detergentov
  • 4 Reference

Stopnje cikla

- Sčasoma dež in veter razjedata kamnine, kar povzroča sproščanje fosfatnih ionov in drugih mineralov. Ta anorganski fosfat se porazdeli v zemlji in vodi.

- Rastline iz svojih korenin vnesejo anorganske fosfate iz zemlje; na ta način vključijo fosfate v svoje biološke molekule (nukleinske kisline in beljakovine), kar omogoča njihovo rast in razvoj.

- Rastline lahko zaužijejo rastlinojede živali. Ko enkrat vstopijo v organizem, se molekule, ki vsebujejo fosfor, razgradijo in ponovno vključijo v organske molekule rastlinojedega organizma..

- Rastlinojede živali lahko uživajo mesojedi in tako prenesejo fosforjeve atome na naslednjo raven trofične verige. Fosfati, ki so jih te živali absorbirale, se vrnejo v zemljo z izločanjem.

- Ko rastlina ali žival umre, se njena tkiva razgradijo z drugo skupino organizmov, ki se imenujejo razkrojilci. Ti mikrobi razgradijo ostanke in tako se organski fosfat vrne v zemljo.

- Fosfor v tleh se lahko konča v različnih vodnih telesih in končno konča v oceanu. Ko je tam, se lahko vključi v vodne organizme ali se naseli za daljša obdobja.

Pomen fosforja za živa bitja

Omejevanje hranil

Tako kot ogljik, kisik, vodik in dušik je fosfor omejevalno hranilo za vse življenjske oblike, kar pomeni, da je potencial za rast organizma omejen z razpoložljivostjo tega vitalnega hranila..

Tvori DNA in RNA

Fosfor je del strukture DNA in RNA. Oblika dvojne vijačnice DNK je možna samo zato, ker fosfatne molekule tvorijo most iz fosfatnega estra, ki se veže na dvojno vijačnico..

Prevoz energije

Za prenos energije v celicah je potreben tudi fosfor, ki je med drugim bistveni del molekul za shranjevanje energije, kot so ATP, ADP, BDP..

Daje strukturo celičnim membranam

Fosfor zagotavlja strukturo celičnih membran. Temeljna sestavina bioloških membran so molekule, imenovane fosfolipidi, ki jih tvorijo različne vrste lipidov, povezanih s fosfatnimi skupinami..

Je del kosti

Fosfor se nahaja v kosteh v obliki kalcijevega fosfata in mu daje njegovo togost. Prisotna je tudi v sklenini zob sesalcev in v eksoskeletonu žuželk.

Sodelovanje v homeostazi

Fosfor deluje tudi pri vzdrževanju homeostaze. Nekatere spojine na osnovi fosforja so pomembni pufri; to pomeni, da pomagajo ohranjati ravnotežje med kislinami in bazami (pH) v telesu.

Regulira encimsko aktivnost

Fosfor uravnava aktivnost encimov. Veliko pomembnih encimov v presnovi se aktivira (ali deaktivira) z dodatkom fosfatnih skupin.

Oddajnik signala

Fosfor je prav tako bistven za prenos signala znotraj celic.

Vpliv človeka na cikel fosforja

Človek je vplival na svoje okolje in je vplival na številne naravne procese, vključno s ciklom fosforja. Človekove dejavnosti spreminjajo cikel fosforja predvsem z dodajanjem več fosforja na mesta, kjer je bilo to prej malo.

Uporaba gnojil

Ker so v tleh fosfati precej omejeni, sodobne kmetijske prakse pogosto vključujejo uporabo gnojil, ki vsebujejo anorganske fosfate.

Ko se fosfor doda v ekosistem zelo pogosto, se velik del tega fosforja izgubi, ker se hitro spere z dežjem in namakanjem..

Zato presežek fosforja preide v vodna telesa (reke, morja in oceane) s postopkom, ki se imenuje odtok.

Evtrofikacija

Hranila, ki jih izpere odtok, se kopičijo v vodnih telesih, kar povzroča eksponentno rast alg in planktona. Ta proces je znan kot evtrofikacija.

Proliferacija teh organizmov povzroča hitro izčrpavanje vseh razpoložljivih kisikov, kar na koncu vpliva na vse druge vrste v ekosistemu..

Ta pojav so opazili v majhnih ekosistemih, kot so ribniki nekaterih kmetij, pa tudi v velikih vodnih telesih, kot je Baltsko morje..

Odpadne vode in uporaba detergentov

Drug pomemben vir fosforja prihaja iz odpadne vode in detergentov. Obe na koncu prenašata svoje fosfatne skupine v vodna telesa, s čimer se poveča proces evtrofikacije.

Reference

  1. Begon, M., Townsend, C. in Harper, J. (2006). Ekologija: od posameznikov do ekosistemov (4. izd.). Blackwell Publishing.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ekologija: načela in aplikacije (2. izd.). Cambridge University Press.
  3. Enger, E., Ross, F. in Bailey, D. (2007). Koncepti v biologiji (12. izd.). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Kemija okolja (8. izd.). CRC Press.
  5. Miller, G. in Spoolman, S. (2007). Znanost o okolju: problemi, povezave in rešitve (12. izd.). Učenje Cengage.
  6. Schmidt, T. in Schaechter, M. (2012). Teme v ekološki in okoljski mikrobiologiji (1. izd.). Academic Press.
  7. Solomon, E., Berg, L. in Martin, D. (2004). Biologija (7. izd.) Cengage Learning.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. in Starr, L. (2011). Biologija: Enotnost in raznolikost življenja (Rev. ed.). Učenje Cengage.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Tla, ekologija in upravljanje (1st). CABI.