Fázové cykly a význam fosforu



fosforu je proces, ktorým sa fosfor pohybuje cez skaly, vodu, pôdu a organizmy. Tento cyklus, na rozdiel od iných biogeochemických cyklov, neprechádza vzduchom, pretože na báze fosforu nie je veľa plynných zlúčenín..

Hlavná zásoba fosforu sa nachádza vo vodách riek, jazier a oceánov (hydrosféra), ale aj v sedimentoch a skalách (litosféra). Fosfor je nevyhnutný pre rast rastlín a živočíchov, ako aj pre mikróby, ktoré obývajú pôdu, ktorá postupne stráca čas..

Hlavnou biologickou funkciou fosforu je byť súčasťou dôležitých biomolekúl, ako sú nukleové kyseliny (DNA a RNA), niektoré proteíny a lipidy. V skutočnosti sú reťazce DNA tvorené fosfátovými esterovými väzbami.

Fosforečnan vápenatý je tiež dôležitou zložkou na tvorbu kostí a zubov cicavcov. Podobne je súčasťou štruktúry exoskeletu hmyzu, membrán fosfolipidov buniek a mnohých dôležitých metabolitov, ako je ATP..

Cyklus fosforu je mimoriadne pomalý proces, pretože fosfor zostáva dlhú dobu v horninách a sedimentoch. Dážď a erózia pomáhajú umyť fosfor zo skál, zatiaľ čo v pôde organická hmota absorbuje fosfor, ktorý sa bude používať na rôzne biologické procesy..

Podobne ako všetky biogeochemické cykly, neexistuje ani začiatok ani koniec cyklu fosforu a určite neexistuje jediný smer pohybu. Cykly Zeme sú komplexné siete, kde sa zdroje pohybujú vo viacerých smeroch.

index

  • 1 Fázy cyklu
  • 2 Význam fosforu pre živé bytosti
    • 2.1 Obmedzenie živín
    • 2.2 Tvorba DNA a RNA
    • 2.3 Energetická doprava
    • 2.4 Štruktúra bunkových membrán
    • 2.5 Je to časť kostí
    • 2.6 Účasť na homeostáze
    • 2.7 Reguluje enzymatickú aktivitu
    • 2.8 Vysielač signálu
  • 3 Vplyv človeka na cyklus fosforu
    • 3.1 Použitie hnojív
    • 3.2 Eutrofizácia
    • 3.3 Odpadové vody a používanie detergentov
  • 4 Odkazy

Fázy cyklu

- V priebehu času dážď a vietor erodujú skaly, čo spôsobuje uvoľňovanie iónov fosfátov a iných minerálov. Tento anorganický fosfát sa distribuuje v pôde a vo vode.

- Rastliny odoberajú anorganické fosfáty z pôdy cez svoje korene; týmto spôsobom začleňujú fosfáty do svojich biologických molekúl (nukleové kyseliny a proteíny), čím umožňujú ich rast a vývoj.

- Rastliny môžu byť konzumované bylinožravými zvieratami. Po vstupe do organizmu sa molekuly obsahujúce fosfor degradujú a znovu zapracujú do organických molekúl býložravého organizmu..

- Živočíšne zvieratá môžu konzumovať býložravé zvieratá a týmto spôsobom preniesť atómy fosforu na ďalšiu úroveň trofického reťazca. Fosforečnany, ktoré boli absorbované týmito zvieratami, sa vrátia do pôdy prostredníctvom vylučovania.

- Keď rastlina alebo zviera zomrie, jeho tkanivá sa rozložia inou skupinou organizmov nazývanou rozkladače. Tieto mikróby degradujú zvyšky a týmto spôsobom sa organický fosfát vracia do pôdy.

- Fosfor v pôde môže skončiť v rôznych vodných útvaroch a nakoniec skončiť v oceáne. Akonáhle tam bude, môže byť začlenený do vodných organizmov alebo usadený na dlhé obdobia.

Význam fosforu pre živé bytosti

Obmedzenie živín

Podobne ako uhlík, kyslík, vodík a dusík, fosfor je limitujúcou živinou pre všetky formy života, čo znamená, že potenciál pre rast organizmu je obmedzený dostupnosťou tejto životne dôležitej živiny..

Vytvára DNA a RNA

Fosfor je súčasťou štruktúry DNA a RNA. Dvojitá špirálová forma DNA je možná len preto, že fosfátové molekuly tvoria most fosfátového esteru, ktorý sa viaže na dvojzávitnicu.

Doprava energie

Fosfor je tiež nevyhnutný pre transport energie v bunkách, je to okrem iného základná časť molekúl akumulujúcich energiu, ako je ATP, ADP, GDP..

Dáva štruktúru bunkovým membránam

Fosfor poskytuje štruktúru bunkovým membránam. Základnou zložkou biologických membrán sú molekuly nazývané fosfolipidy, ktoré sú tvorené rôznymi typmi lipidov spojených s fosfátovými skupinami.

Je súčasťou kostí

Fosfor sa nachádza v kostiach vo forme fosforečnanu vápenatého a dodáva mu tuhosť. Je tiež prítomný v sklovine zubov cicavcov av exoskelete hmyzu.

Účasť na homeostáze

Fosfor funguje aj pri udržiavaní homeostázy. Niektoré zlúčeniny na báze fosforu sú dôležitými puframi; to znamená, že pomáhajú udržiavať rovnováhu medzi kyselinami a zásadami (pH) v tele.

Reguluje enzymatickú aktivitu

Fosfor reguluje aktivitu enzýmov. Mnohé dôležité enzýmy v metabolizme sú aktivované (alebo deaktivované) pridaním fosfátových skupín.

Vysielač signálu

Fosfor je tiež nevyhnutný pre prenos signálu v bunkách.

Vplyv človeka na cyklus fosforu

Ľudská bytosť spolupracovala so svojím prostredím a ovplyvnila mnoho prírodných procesov vrátane fosforového cyklu. Ľudské činnosti menia fosforový cyklus hlavne pridaním väčšieho množstva fosforu na miesta, kde to bolo predtým málo dostupné.

Použitie hnojív

Pretože fosfáty sú v pôde dosť prirodzene obmedzené, moderné poľnohospodárske postupy často zahŕňajú aplikáciu hnojív obsahujúcich anorganické fosfáty.

Keď sa fosfor pridáva do ekosystému veľmi často, väčšina tohto fosforu sa stráca, pretože sa rýchlo umyje dažďom a zavlažovaním..

Prebytočný fosfor sa preto transportuje do vodných útvarov (riek, morí a oceánov) procesom nazývaným odtok.

eutrofizácia

Živiny premyté odtokom sa hromadia vo vodných útvaroch, čo spôsobuje exponenciálny rast rias a planktónu. Tento proces je známy ako eutrofizácia.

Proliferácia týchto organizmov spôsobuje, že všetok dostupný kyslík sa rýchlo vyčerpá, čo ovplyvňuje všetky ostatné druhy v ekosystéme.

Tento jav bol pozorovaný v malých ekosystémoch, ako sú rybníky niektorých fariem, ale aj v obrovských vodných plochách, ako je napríklad Baltské more..

Odpadové vody a použitie detergentov

Ďalším dôležitým zdrojom fosforu sú odpadové vody a detergenty. Oba končia prúdením fosfátových skupín do vodných útvarov, čím sa zvyšuje proces eutrofizácie.

referencie

  1. Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Ekológia: Od jednotlivcov k ekosystémom (4. vydanie). Blackwell Publishing.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ekológia: Princípy a aplikácie (2. vydanie). Cambridge University Press.
  3. Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Pojmy v biológii (12. vydanie). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Chémia životného prostredia (8. vydanie). CRC Stlačte.
  5. Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Environmentálna veda: Problémy, pripojenia a riešenia (12. vydanie). Cengage Učenie.
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Témy v ekologickej a environmentálnej mikrobiológii (1. vydanie). Akademická tlač.
  7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biológie (7. vydanie) Cengage Learning.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Biológia: Jednota a rozmanitosť života (Rev. ed.). Cengage Učenie.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Pôda, ekológia a manažment (1st). CABI.