Fosforcykelnivåer och betydelse
den fosforcykel är processen genom vilken fosfor rör sig genom stenar, vatten, jord och organismer. Denna cykel, till skillnad från andra biogeokemiska cykler, passerar inte genom luften eftersom det inte finns många gasformiga föreningar baserade på fosfor.
Den huvudsakliga fosforreserven finns i vattnet i floder, sjöar och oceaner (hydrosfären), men också i sediment och bergarter (litosfären). Fosfor är avgörande för tillväxten av växter och djur, liksom för mikrober som bor i jorden, som gradvis sönderfaller med tiden.
Den huvudsakliga biologiska funktionen av fosfor är att ingå i viktiga biomolekyler, såsom nukleinsyror (DNA och RNA), vissa proteiner och lipider. Faktum är att DNA-strängarna bildas av fosfatesterbindningar.
Kalciumfosfat är också en viktig komponent för bildning av däggdjursben och tänder. På samma sätt utgör den delen av strukturen hos insekts exoskelet, membran av fosfolipider av celler och av många viktiga metaboliter såsom ATP.
Fosforcykeln är en extremt långsam process, eftersom fosfor förblir länge kvar i stenar och sediment. Regn och erosion bidrar till att tvätta fosforen från klipporna, medan den organiska substansen i jorden absorberar fosforen som kommer att användas för olika biologiska processer.
Liksom alla biogeokemiska cykler finns det ingen början eller slut på fosforcykeln, och det finns säkert ingen rörelseriktning. Jordcykler är komplexa nätverk där resurserna rör sig i flera riktningar.
index
- 1 steg i cykeln
- 2 Betydelsen av fosfor för levande varelser
- 2.1 Begränsande näringsämne
- 2.2 Form DNA och RNA
- 2.3 Energitransporter
- 2.4 Ger struktur till cellmembran
- 2.5 Det är en del av benen
- 2.6 Deltagande i homeostas
- 2.7 Reglerar enzymatisk aktivitet
- 2.8 Signalsändare
- 3 Människans påverkan på fosforcykeln
- 3.1 Användning av gödselmedel
- 3.2 Eutrofiering
- 3.3 Avloppsvatten och användning av tvättmedel
- 4 referenser
Steg i cykeln
- Med tiden försvinner regn och vind klipporna, vilket leder till utsläpp av fosfatjoner och andra mineraler. Detta oorganiska fosfat fördelas i mark och vatten.
- Växter tar oorganiskt fosfat från jorden genom sina rötter. På detta sätt införlivar de fosfaterna till sina biologiska molekyler (nukleinsyror och proteiner) vilket möjliggör deras tillväxt och utveckling.
- Planterna kan konsumeras av växtätande djur. När de har kommit in i organismen försämras de molekyler som innehåller fosforen och införlivas igen i de växtätande organismernas organiska molekyler.
- De växtätande djuren kan konsumeras av köttätarna, och på så sätt överföra fosforatomerna till nästa nivå av trofekedjan. De fosfater som absorberades av dessa djur returneras till jorden genom utsöndring.
- När växten eller djuret dör sönderdelas dess vävnader av en annan grupp av organismer som kallas sönderdelare. Dessa mikrober bryter ned resterna och på så sätt returneras det organiska fosfatet till jorden.
- Fosforen i jorden kan hamna i olika vattenkroppar och slutligen hamna i havet. En gång där kan det inkorporeras i vattenlevande organismer eller avvecklas under långa perioder.
Betydelsen av fosfor för levande varelser
Begränsande näringsämne
Som kol, syre, väte och kväve är fosfor ett begränsande näringsämne för alla livsformer, vilket innebär att potentialen för tillväxt av en organism begränsas av tillgången på detta viktiga näringsämne.
Former DNA och RNA
Fosfor ingår i strukturen av DNA och RNA. Den dubbla helixformen av DNA är endast möjlig eftersom fosfatmolekylerna bildar en fosfatesterbro som binder till dubbelhelikixen.
Energitransporter
Fosfor är också nödvändig för transport av energi i celler, det är en grundläggande del av energilagringsmolekyler som ATP, ADP, BNP, bland annat..
Det ger struktur till cellmembran
Fosfor ger struktur till cellmembran. Den grundläggande komponenten i biologiska membran är molekyler som kallas fosfolipider, vilka bildas av olika typer av lipider kopplade till fosfatgrupper.
Det är en del av benen
Fosfor finns i benen i form av kalciumfosfat och ger den dess styvhet. Det är också närvarande i tänder av tänder av däggdjur och i exoskeletan av insekter.
Deltagande i homeostas
Fosfor arbetar också för att upprätthålla homeostas. Vissa fosforbaserade föreningar är viktiga buffertar; det vill säga, de hjälper till att upprätthålla balansen mellan syror och baser (pH) i kroppen.
Reglerar enzymatisk aktivitet
Fosfor reglerar enzymernas aktivitet. Många viktiga enzymer i metabolismen aktiveras (eller deaktiveras) genom tillsats av fosfatgrupper.
Signalsändare
Fosfor är också nödvändig för signalöverföring inom celler.
Människans inverkan på fosforcykeln
Människan har interagerat med sin miljö och har påverkat många naturliga processer, inklusive fosforcykeln. Mänskliga aktiviteter förändrar fosforcykeln huvudsakligen genom att tillsätta mer fosfor till platser där det fanns lite tillgång till detta tidigare.
Användning av gödselmedel
Eftersom fosfater är ganska begränsade i jorden är det naturligt att moderna jordbruksmetoder ofta inbegriper applicering av gödselmedel som innehåller oorganiska fosfater.
När fosfor tillsätts till ett ekosystem mycket ofta, förloras mycket av denna fosfor eftersom den tvättas snabbt med regn och bevattning.
Därför hamnar överskott av fosfor transporteras till vattenkroppar (floder, hav och oceaner) genom en process som kallas avrinning.
eutrofiering
Näringsämnen som tvättas av avrinning ackumuleras i vattenkroppar och orsakar exponentiell tillväxt av alger och plankton. Denna process kallas eutrofiering.
Spridningen av dessa organismer gör att allt tillgängligt syre snabbt blir uttömt, vilket slutar påverka alla andra arter i ekosystemet.
Detta fenomen har observerats i små ekosystem, t.ex. dammar på vissa gårdar, men även i stora vattenkroppar, till exempel Östersjön..
Avloppsvatten och användningen av tvättmedel
En annan viktig källa till fosfor kommer från avloppsvatten och tvättmedel. Båda slutar flyta sina fosfatgrupper i vattenkropparna, vilket ökar processen för eutrofiering.
referenser
- Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Ekologi: Från individer till ekosystem (4: e upplagan). Blackwell Publishing.
- Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ekologi: Principer och tillämpningar (Andra ed.). Cambridge University Press.
- Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Begrepp i biologi (12: e upplagan). McGraw-Hill.
- Manahan, S. (2004). Miljökemi (8: e upplagan). CRC Press.
- Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Miljövetenskap: Problem, anslutningar och lösningar (12: e upplagan). Cengage Learning.
- Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Ämnen i ekologisk och miljömikrobiologi (1: e upplagan). Academic Press.
- Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). biologi (7: e upplagan) Cengage Learning.
- Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Biologi: Livets enhet och mångfald (Rev. ed.). Cengage Learning.
- Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Jord, ekologi och förvaltning (1st). CABI.