Фосфорный цикл этапы и значение
фосфорный цикл это процесс, посредством которого фосфор движется через камни, воду, почву и организмы. Этот цикл, в отличие от других биогеохимических циклов, не проходит через воздух, потому что газообразных соединений на основе фосфора не так много..
Основной запас фосфора находится в водах рек, озер и океанов (гидросфера), а также в отложениях и породах (литосфера). Фосфор необходим для роста растений и животных, а также для микроорганизмов, населяющих почву, которые со временем постепенно истощаются..
Основная биологическая функция фосфора состоит в том, чтобы быть частью важных биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), некоторые белки и липиды. Фактически, нити ДНК сформированы связями фосфатного эфира.
Фосфат кальция также является важным компонентом для формирования костей и зубов млекопитающих. Точно так же он является частью структуры экзоскелета насекомых, мембран фосфолипидов клеток и многих важных метаболитов, таких как АТФ..
Цикл фосфора - чрезвычайно медленный процесс, так как фосфор долгое время остается в породах и отложениях. Дождь и эрозия помогают вымывать фосфор из камней, в то время как в почве органическое вещество поглощает фосфор, который будет использоваться для различных биологических процессов..
Как и во всех биогеохимических циклах, нет ни начала, ни конца цикла фосфора, и, конечно, нет единого направления движения. Земные циклы - это сложные сети, в которых ресурсы движутся в нескольких направлениях..
индекс
- 1 Этапы цикла
- 2 Важность фосфора для живых существ
- 2.1 Ограничение питательных веществ
- 2.2 Форма ДНК и РНК
- 2.3 Энергетический транспорт
- 2.4 Придает структуру клеточным мембранам
- 2.5 Это часть костей
- 2.6 Участие в гомеостазе
- 2.7 Регулирует ферментативную активность
- 2.8 передатчик сигнала
- 3 Влияние человека на фосфорный цикл
- 3.1 Использование удобрений
- 3.2 Эвтрофикация
- 3.3 Сточные воды и использование моющих средств
- 4 Ссылки
Этапы цикла
- Со временем дождь и ветер разрушают камни, вызывая выброс фосфат-ионов и других минералов. Этот неорганический фосфат распространяется в почве и воде.
- Растения берут неорганический фосфат из почвы через ее корни; таким образом, они включают фосфаты в свои биологические молекулы (нуклеиновые кислоты и белки), что позволяет их росту и развитию.
- Растения можно употреблять травоядным животным. Как только они попадают в организм, молекулы, содержащие фосфор, разлагаются и снова включаются в органические молекулы растительноядного организма..
- Плотоядные животные могут быть поглощены плотоядными животными, и таким образом переносят атомы фосфора на следующий уровень трофической цепи. Фосфаты, которые были поглощены этими животными, возвращаются в почву путем выведения.
- Когда растение или животное умирают, его ткани разлагаются другой группой организмов, называемых разложителями. Эти микробы разлагают остатки и, таким образом, органический фосфат возвращается в почву.
- Фосфор в почве может попасть в разные водоемы и в конечном итоге оказаться в океане. Оказавшись там, он может быть включен в водные организмы или оседать в течение длительного времени.
Важность фосфора для живых существ
Ограничение питательных веществ
Как и углерод, кислород, водород и азот, фосфор является ограничивающим питательным веществом для всех форм жизни, а это означает, что потенциал роста организма ограничен доступностью этого жизненно важного питательного вещества..
Образует ДНК и РНК
Фосфор является частью структуры ДНК и РНК. Форма ДНК с двойной спиралью возможна только потому, что молекулы фосфата образуют мостик фосфатного эфира, который связывается с двойной спиралью.
Энергетический транспорт
Фосфор также необходим для транспорта энергии в клетках, он является фундаментальной частью молекул накопления энергии, таких как АТФ, АДФ, ВВП, среди других..
Придает структуру клеточным мембранам
Фосфор обеспечивает структуру клеточных мембран. Основным компонентом биологических мембран являются молекулы, называемые фосфолипидами, которые образуются различными типами липидов, связанных с фосфатными группами..
Это часть костей
Фосфор содержится в костях в форме фосфата кальция и придает ему жесткость. Он также присутствует в эмали зубов млекопитающих и в экзоскелете насекомых..
Участие в гомеостазе
Фосфор также работает в поддержании гомеостаза. Некоторые соединения на основе фосфора являются важными буферами; то есть они помогают поддерживать баланс между кислотами и основаниями (pH) в организме.
Регулирует ферментативную активность
Фосфор регулирует активность ферментов. Многие важные ферменты в метаболизме активируются (или дезактивируются) путем добавления фосфатных групп..
Передатчик сигнала
Фосфор также важен для передачи сигнала в клетках.
Влияние человека на фосфорный цикл
Человек взаимодействует с окружающей средой и влияет на многие природные процессы, в том числе на фосфорный цикл. Человеческая деятельность изменяет фосфорный цикл, в основном, добавляя больше фосфора в места, где ранее этого было мало..
Использование удобрений
Поскольку фосфаты в почве довольно ограничены, современные методы ведения сельского хозяйства часто включают применение удобрений, содержащих неорганические фосфаты..
Когда фосфор добавляется в экосистему очень часто, большая часть этого фосфора теряется, потому что он быстро вымывается дождями и орошением.
Следовательно, избыток фосфора в конечном итоге переносится в водоемы (реки, моря и океаны) через процесс, называемый стоком..
эвтрофикации
Питательные вещества, омываемые стоком, накапливаются в водоемах, вызывая экспоненциальный рост водорослей и планктона. Этот процесс известен как эвтрофикация.
Распространение этих организмов приводит к быстрому истощению всего доступного кислорода, что в конечном итоге сказывается на всех других видах в экосистеме..
Это явление наблюдается в небольших экосистемах, таких как пруды некоторых ферм, а также в огромных водоемах, таких как Балтийское море..
Сточные воды и использование моющих средств
Другим важным источником фосфора являются сточные воды и моющие средства. Оба в конечном итоге перетекают свои фосфатные группы в водоемы, тем самым увеличивая процесс эвтрофикации.
ссылки
- Бегон, М., Таунсенд, С. & Харпер, Дж. (2006). Экология: от отдельных людей к экосистемам (4-е изд.). Blackwell Publishing.
- Чепмен, Дж. И Рейсс, М. (1999). Экология: принципы и применение (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета.
- Энгер Э., Росс Ф. и Бейли Д. (2007). Концепции в биологии (12-е изд.). McGraw-Hill.
- Манахан С. (2004). Экологическая Химия (8-е изд.). CRC Press.
- Миллер Г. и Спулман С. (2007). Наука об окружающей среде: проблемы, связи и решения (12-е изд.). Cengage Learning.
- Шмидт Т. и Шехтер М. (2012). Темы в экологической и экологической микробиологии (1-е изд.). Академическая пресса.
- Соломон Э., Берг Л. и Мартин Д. (2004). биология (7-е изд.) Cengage Learning.
- Старр С., Таггарт Р., Эверс С. и Старр Л. (2011). Биология: единство и разнообразие жизни (Ред. Ред.). Cengage Learning.
- Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Почва, экология и управление (1улица). CABI.