Етапи и значение на цикъла на фосфора



на цикъла на фосфора е процесът, чрез който фосфорът се движи през скали, вода, почва и организми. Този цикъл, за разлика от другите биогеохимични цикли, не преминава през въздуха, защото няма много газообразни съединения на базата на фосфор.

Основният фосфорен резерв се намира във водите на реки, езера и океани (хидросфера), но също и в седименти и скали (литосфера). Фосфорът е от съществено значение за растежа на растенията и животните, както и за микробите, които обитават почвата, които постепенно се изчерпват с времето..

Основната биологична функция на фосфора е да бъде част от важни биомолекули като нуклеинови киселини (ДНК и РНК), някои протеини и липиди. В действителност, ДНК веригите са образувани от фосфатни естерни връзки.

Калциевият фосфат е също така важен компонент за образуването на кости и зъби на бозайници. По същия начин, той е част от структурата на екзоскелета на насекомите, мембраните на фосфолипидите на клетките и на много важни метаболити като АТФ..

Цикълът на фосфора е изключително бавен процес, тъй като фосфорът остава дълго време в скали и седименти. Дъждът и ерозията помагат за измиване на фосфора от скалите, докато в почвата органичната материя поглъща фосфора, който ще се използва за различни биологични процеси..

Както всички биогеохимични цикли, няма начало или край на цикъла на фосфора и със сигурност няма нито една посока на движение. Земните цикли са сложни мрежи, където ресурсите се движат в различни посоки.

индекс

  • 1 Етапи на цикъла
  • 2 Значението на фосфора за живите същества
    • 2.1 Ограничаване на хранителните вещества
    • 2.2. Формиране на ДНК и РНК
    • 2.3 Транспорт на енергия
    • 2.4 Дава структура на клетъчните мембрани
    • 2.5 Тя е част от костите
    • 2.6 Участие в хомеостазата
    • 2.7 Регулира ензимната активност
    • 2.8 Предавател на сигнали
  • 3 Въздействие на човека върху фосфорния цикъл
    • 3.1 Употреба на торове
    • 3.2 Еутрофикация
    • 3.3 Отпадъчни води и използване на детергенти
  • 4 Препратки

Етапи на цикъла

- С течение на времето дъждът и вятърът разрушават скалите, причинявайки освобождаването на фосфатни йони и други минерали. Този неорганичен фосфат се разпределя в почвата и водата.

- Растенията вземат неорганичен фосфат от почвата през корените си; по този начин те включват фосфатите в техните биологични молекули (нуклеинови киселини и протеини), като по този начин позволяват техния растеж и развитие.

- Растенията могат да се консумират от тревопасни животни. След като влязат в организма, молекулите, съдържащи фосфора, се разграждат и се въвеждат отново в органичните молекули на тревопасния организъм..

- Тревопасните животни могат да се консумират от месоядните животни и по този начин прехвърлят фосфорните атоми на следващото ниво на трофичната верига. Фосфатите, които се абсорбират от тези животни, се връщат в почвата чрез екскреция.

- Когато растението или животното умрат, неговите тъкани се разграждат от друга група организми, наречени декомпозитори. Тези микроби разграждат остатъците и по този начин органичният фосфат се връща в почвата.

- Фосфорът в почвата може да се окаже в различни водни обекти и накрая да се окаже в океана. Веднъж там, той може да бъде включен във водни организми или да се засели за дълги периоди.

Значението на фосфора за живите същества

Ограничаване на хранителните вещества

Подобно на въглерода, кислорода, водорода и азота, фосфорът е ограничаващо хранително вещество за всички форми на живот, което означава, че потенциалът за растеж на организма е ограничен от наличието на този жизненоважен хранителен елемент.

Образува ДНК и РНК

Фосфорът е част от структурата на ДНК и РНК. Двойната спирална форма на ДНК е възможна само защото фосфатните молекули образуват мост на фосфатен естер, който се свързва с двойната спирала..

Транспорт на енергия

Фосфорът също е необходим за транспортирането на енергия в клетките, той е основна част от молекулите за съхранение на енергия, като ATP, ADP, GDP, наред с други..

Той дава структура на клетъчните мембрани

Фосфорът осигурява структура на клетъчните мембрани. Основният компонент на биологичните мембрани са молекули, наречени фосфолипиди, които се образуват от различни видове липиди, свързани с фосфатни групи..

Тя е част от костите

Фосфорът се намира в костите под формата на калциев фосфат и му придава твърдост. Също така присъства в емайла на зъбите на бозайниците и в екзоскелета на насекомите.

Участие в хомеостазата

Фосфорът също работи в поддържането на хомеостазата. Някои фосфорни съединения са важни буфери; това означава, че те спомагат за поддържане на баланса между киселини и основи (рН) в организма.

Регулира ензимната активност

Фосфорът регулира активността на ензимите. Много важни ензими в метаболизма се активират (или деактивират) чрез добавяне на фосфатни групи.

Предавател на сигнали

Фосфорът също е от съществено значение за предаване на сигнала в клетките.

Влияние на човека върху цикъла на фосфора

Човекът е взаимодействал с околната среда и е повлиял на много природни процеси, включително на фосфорния цикъл. Човешките дейности променят фосфорния цикъл главно чрез добавяне на повече фосфор към местата, където това преди е било малко.

Използване на торове

Тъй като фосфатите са доста ограничени в почвата естествено, съвременните селскостопански практики често включват прилагане на торове, съдържащи неорганични фосфати.

Когато фосфорът се добавя много често в екосистемата, голяма част от този фосфор се губи, защото се измива бързо с дъждове и напояване..

Следователно, излишният фосфор завършва с транспортиране до водни обекти (реки, морета и океани) чрез процес, наречен отток.

еутрофикация

Хранителните вещества, измити от оттока, се натрупват във водни тела, което води до експоненциален растеж на водорасли и планктон. Този процес е известен като еутрофикация.

Размножаването на тези организми води до бързо изчерпване на целия наличен кислород, което засяга всички други видове в екосистемата..

Това явление се наблюдава в малки екосистеми, като езерата на някои ферми, но също и в огромни водни обекти, като Балтийско море..

Отпадъчни води и използване на детергенти

Друг важен източник на фосфор е отпадъчните води и детергентите. И накрая и двете свързват фосфатните си групи във водните обекти, като по този начин увеличават процеса на еутрофикация.

препратки

  1. Begon, М., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Екология: От индивиди към екосистеми (4-то изд.). Издателство Blackwell.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Екология: принципи и приложения (2-ро изд.). Cambridge University Press.
  3. Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Концепции в биологията (12-то изд.). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Химия на околната среда (8-мо изд.). CRC Press.
  5. Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Наука за околната среда: проблеми, връзки и решения (12-то изд.). Cengage Learning.
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Теми по екологична и екологична микробиология (1-ви ред.). Академик Прес.
  7. Соломон, Е., Берг, Л. и Мартин, Д. (2004). биология (7-мо изд.) Cengage Learning.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Биология: Единството и разнообразието на живота (Rev. ed.). Cengage Learning.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Почва, екология и управление (1во). CABI.