Fosforové cykly a význam



fosforu je proces, kterým se fosfor pohybuje skrz skály, vodu, půdu a organismy. Tento cyklus, na rozdíl od jiných biogeochemických cyklů, neprochází vzduchem, protože na bázi fosforu není mnoho plynných sloučenin..

Hlavní fosforová rezerva se nachází ve vodě řek, jezer a oceánů (hydrosféry), ale také v sedimentech a skalách (litosféra). Fosfor je nezbytný pro růst rostlin a živočichů, jakož i pro mikroby, které obývají půdu a postupně se vyčerpávají..

Hlavní biologickou funkcí fosforu je být součástí důležitých biomolekul, jako jsou nukleové kyseliny (DNA a RNA), některé proteiny a lipidy. Ve skutečnosti jsou řetězce DNA tvořeny vazbami fosfátových esterů.

Fosforečnan vápenatý je také důležitou složkou pro tvorbu savčích kostí a zubů. Podobně je součástí struktury exoskeletu hmyzu, membrán fosfolipidů buněk a mnoha významných metabolitů, jako je ATP..

Cyklus fosforu je extrémně pomalý proces, protože fosfor zůstává po dlouhou dobu ve skalách a sedimentech. Déšť a eroze pomáhají umývat fosfor z hornin, zatímco v půdě organická hmota absorbuje fosfor, který bude použit pro různé biologické procesy..

Stejně jako všechny biogeochemické cykly neexistuje ani začátek ani konec cyklu fosforu a určitě neexistuje jediný směr pohybu. Cykly Země jsou komplexní sítě, kde se zdroje pohybují ve více směrech.

Index

  • 1 Fáze cyklu
  • 2 Význam fosforu pro živé bytosti
    • 2.1 Omezení živin
    • 2.2 Vytvořte DNA a RNA
    • 2.3 Energetická doprava
    • 2.4 Poskytuje strukturu buněčným membránám
    • 2.5 Je součástí kostí
    • 2.6 Účast na homeostáze
    • 2.7 Reguluje enzymatickou aktivitu
    • 2.8 Vysílač signálu
  • 3 Dopad člověka na fosforový cyklus
    • 3.1 Použití hnojiv
    • 3.2 Eutrofizace
    • 3.3 Odpadní vody a použití detergentů
  • 4 Odkazy

Fáze cyklu

- Časem déšť a vítr erodují skály, což způsobuje uvolňování fosfátových iontů a dalších minerálů. Tento anorganický fosfát je distribuován v půdě a ve vodě.

- Rostliny berou anorganické fosfáty z půdy přes své kořeny; tímto způsobem začleňují fosfáty do svých biologických molekul (nukleových kyselin a proteinů), což umožňuje jejich růst a vývoj.

- Rostliny mohou být konzumovány bylinožravými zvířaty. Po vstupu do organismu jsou molekuly obsahující fosfor degradovány a znovu začleněny do organických molekul býložravého organismu..

- Zvířata býložravá mohou konzumovat šelmy a tímto způsobem přenášet atomy fosforu na další úroveň trofického řetězce. Fosforečnany, které byly těmito zvířaty absorbovány, se vracejí zpět do půdy vylučováním.

- Když rostlina nebo zvíře umře, jeho tkáně jsou rozloženy jinou skupinou organismů zvanou rozkladače. Tyto mikroby degradují zbytky a tímto způsobem se organický fosfát vrací do půdy.

- Fosfor v půdě může skončit v různých vodních útvarech a nakonec skončit v oceánu. Jednou tam to může být začleněno do vodních organismů nebo usazeno na dlouhou dobu.

Význam fosforu pro živé bytosti

Omezující živiny

Podobně jako uhlík, kyslík, vodík a dusík je fosfor limitující živinou pro všechny formy života, což znamená, že potenciál pro růst organismu je omezen dostupností této vitální živiny..

Vytváří DNA a RNA

Fosfor je součástí struktury DNA a RNA. Dvojitá helixová forma DNA je možná pouze proto, že fosfátové molekuly tvoří můstek fosfátového esteru, který se váže na dvojitou šroubovici.

Doprava energie

Fosfor je také nezbytný pro transport energie v buňkách, mimo jiné je základní složkou molekul pro ukládání energie, jako je ATP, ADP, GDP..

Poskytuje strukturu buněčným membránám

Fosfor poskytuje strukturu buněčným membránám. Základní složkou biologických membrán jsou molekuly zvané fosfolipidy, které jsou tvořeny různými typy lipidů spojených s fosfátovými skupinami.

Je součástí kostí

Fosfor se nachází v kostech ve formě fosforečnanu vápenatého a dodává mu tuhost. To je také přítomné v sklovině zubů savců a v exoskeleton hmyzu.

Účast na homeostáze

Fosfor funguje také při udržování homeostázy. Některé sloučeniny na bázi fosforu jsou důležitými pufry; to znamená, že pomáhají udržovat rovnováhu mezi kyselinami a zásadami (pH) v těle.

Reguluje enzymatickou aktivitu

Fosfor reguluje aktivitu enzymů. Mnoho důležitých enzymů v metabolismu je aktivováno (nebo deaktivováno) přidáním fosfátových skupin.

Vysílač signálu

Fosfor je také nezbytný pro přenos signálu v buňkách.

Vliv člověka na fosforový cyklus

Lidská bytost spolupracuje se svým prostředím a ovlivňuje mnoho přírodních procesů, včetně fosforového cyklu. Lidská činnost mění fosforový cyklus hlavně přidáním více fosforu do míst, kde to bylo dříve málo.

Použití hnojiv

Protože fosfáty jsou v půdě přirozeně omezené, moderní zemědělské postupy často zahrnují aplikaci hnojiv obsahujících anorganické fosfáty.

Když je fosfor přidáván do ekosystému velmi často, většina tohoto fosforu je ztracena, protože se rychle opláchne deštěm a zavlažováním..

Přebytek fosforu tedy končí přepravou do vodních útvarů (řek, moří a oceánů) procesem zvaným odtok.

Eutrofizace

Živiny promyté odtokem se hromadí ve vodních útvarech, což způsobuje exponenciální růst řas a planktonu. Tento proces je znám jako eutrofizace.

Proliferace těchto organismů způsobí, že veškerý dostupný kyslík bude rychle vyčerpán, což bude mít dopad na všechny ostatní druhy v ekosystému.

Tento jev byl pozorován v malých ekosystémech, jako jsou rybníky některých farem, ale také ve velkých vodních útvarech, jako je Baltské moře..

Odpadní vody a použití detergentů

Dalším významným zdrojem fosforu jsou odpadní vody a detergenty. Oba skončí proudění fosfátových skupin do vodních útvarů, čímž se zvyšuje proces eutrofizace.

Odkazy

  1. Begon, M., Townsend, C. a Harper, J. (2006). Ekologie: Od jednotlivců k ekosystémům (4. vydání). Blackwell Publishing.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ekologie: Principy a aplikace (2. vydání). Cambridge University Press.
  3. Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Pojmy v biologii (12. vydání). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Chemie životního prostředí (8. vydání). CRC Stiskněte.
  5. Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Environmentální věda: Problémy, připojení a řešení (12. vydání). Cengage učení.
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Témata v ekologické a environmentální mikrobiologii (1. vydání). Akademická tisková zpráva.
  7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologie (7. vydání) Cengage Learning.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Biologie: Jednota a rozmanitost života (Rev. ed.). Cengage učení.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Půda, ekologie a management (1)st). CABI.