Phosphorus cycle: maunawaan kung paano ito gumagana
Ang biogeochemical cycle ng phosphorus ay lalong dumaranas ng panghihimasok ng tao
Upang maunawaan kung paano gumagana ang cycle ng phosphorus, kailangan mo munang malaman ang pangunahing bahagi nito: phosphorus (P). Ang posporus ay isang kemikal na elemento na napakadaling gumanti sa iba. Para sa kadahilanang ito, hindi ito natural na matatagpuan nang hindi nauugnay sa ibang elemento. Isa rin ito sa pinakamahalagang sangkap sa kalikasan - upang mabigyan ka ng ideya, ipinagmamalaki nito ang pangalawang lugar (sa likod mismo ng calcium) sa kasaganaan sa mga tisyu ng tao.
Mga function sa katawan
Sa mga organismo, ito rin ay isang mahalagang bahagi ng mga selula, bilang bahagi ng mga molekula ng DNA at RNA. Ilan sa mga function nito sa katawan ay:
- maging bahagi ng istraktura ng mga buto at ngipin (nagbibigay sa kanila ng higit na katatagan);
- lumahok sa mga reaksyon sa mga organikong molekula na nabuo ng hydrogen, oxygen at carbon (tinatawag na carbohydrates);
- kumilos sa pag-urong ng kalamnan.
Ang pinakasimple
Ang biogeochemical cycle (tinatawag na dahil ito ay sumasaklaw sa parehong kemikal, geological at biological na bahagi ng ecosystem) ng phosphorus ay itinuturing na isa sa pinakasimpleng, at ito ay dahil sa ang katunayan na ang elementong ito ay hindi matatagpuan sa atmospera, ngunit sa halip ay karagdagan, bumubuo ng mga bato ng crust ng Earth. Para sa kadahilanang ito, ang cycle nito ay hindi inuri bilang atmospheric, tulad ng kaso halimbawa sa nitrogen cycle. Sa kasong ito, ito ay inuri bilang sedimentary.
Ang isa pang dahilan kung bakit ito ay itinuturing na pinakasimpleng biogeochemical cycle ay ang tanging phosphorus compound na talagang mahalaga para sa mga buhay na nilalang ay phosphate, na binubuo ng unyon ng isang phosphorus at tatlong oxygen atoms (PO43-).
Mga pangkat ng phosphate
Kaugnay ng mga buhay na selula, isang mahalagang tungkulin ng mga grupo ng pospeyt ang kanilang tungkulin bilang isang tindahan ng enerhiya. Ang enerhiya na ito ay nakaimbak sa mga kemikal na bono ng mga molekula ng ATP, adenosine triphosphate, mula sa metabolismo (o pagkasira) ng mga molekula ng carbohydrate; isang proseso na lumilikha ng enerhiya. Ang naka-imbak na enerhiya na ito ay maaaring ilipat upang isagawa ang anumang proseso ng cellular.
Ang parehong mga grupo ng pospeyt ay may kakayahang i-activate at i-deactivate ang mga cellular enzymes na nagpapagana ng iba't ibang mga reaksiyong kemikal. Higit pa rito, ang posporus ay mahalaga din para sa pagbuo ng mga molekula na tinatawag na phospholipids, na siyang mga pangunahing bahagi ng mga lamad ng selula; mga lamad na pumapalibot sa mga selula sa labas, na may tatlong pangunahing pag-andar: patong, proteksyon at selektibong pagkamatagusin (pinili kung aling mga sangkap ang papasok at aalis sa selula).
Ang cycle
Ang pangunahing reservoir ng posporus sa kalikasan ay mga bato, na inilabas lamang mula sa kanila sa pamamagitan ng weathering. Ang weathering ay isang hanay ng mga phenomena (pisikal man, kemikal o biyolohikal) na humahantong sa pagkasira at pagbabago sa kemikal at mineralogical na komposisyon ng mga bato, na ginagawang lupa, naglalabas ng pospeyt.
Dahil ito ay isang natutunaw na tambalan, madali itong dinadala sa mga ilog, lawa at karagatan sa pamamagitan ng proseso ng leaching (solubilisasyon ng mga kemikal na sangkap ng isang bato, mineral o lupa sa pamamagitan ng pagkilos ng isang likido, tulad ng ulan) o ito ay isinama sa mga organismo buhay.
Ang pagsasama na ito ay nagaganap, sa mga halaman, sa pamamagitan ng pagsipsip ng pospeyt sa pamamagitan ng lupa. Dahil dito, ito ay ginagamit ng mga organismo upang bumuo ng mga organikong phosphate compound na mahalaga sa buhay (at mula ngayon ay tinatawag na organic phosphate). Sa mga organismo ng hayop, ang pospeyt ay pumapasok sa pamamagitan ng direktang pag-inom ng tubig at biomagnification (isang proseso kung saan tumataas ang konsentrasyon ng isang compound sa kahabaan ng food chain).
Ang pagkabulok ng organikong bagay sa pamamagitan ng nabubulok na mga organismo ay nagiging sanhi ng pagbabalik ng organikong pospeyt sa lupa at tubig sa di-organikong anyo nito.
Ang mga microorganism na matatagpuan sa lupa, sa turn, ay gumaganap ng mahalagang papel sa phosphorus cycle at ang pagkakaroon nito sa mga halaman sa pamamagitan ng mga sumusunod na salik:
- Pagsasama ng phosphorus sa microbial organic matter;
- inorganikong posporus solubilization;
- Samahan sa pagitan ng mga halaman at fungi;
- Mineralization ng organic phosphorus.
Pagsasama ng phosphorus sa microbial organic matteraatr
Kapag isinama sa mga buhay na organismo, ang posporus ay maaaring immobilized, iyon ay, ito ay nagiging "nakulong", at sa panahong ito ang cycle ng mga molekula na ito ay nagambala. Ang paglabas nito, upang maipagpatuloy ang pag-ikot, ay maaaring maganap sa pamamagitan ng mga sumusunod na phenomena:- Pagkagambala ng mga microbial cell;
- Mga pagkakaiba-iba ng klima at pamamahala ng lupa;
- Ang mga pakikipag-ugnayan sa microfauna, na, kapag nagpapakain ng mga mikroorganismo, ay naglalabas ng iba't ibang sustansya sa lupa.
Mayroong ilang mga pakinabang sa pagsasama ng posporus sa mga buhay na organismo. Halimbawa, pinipigilan ng prosesong ito ang pag-fix nito sa mahabang panahon sa mga mineral sa lupa (mula sa kung saan ito ay aalisin lamang sa pamamagitan ng weathering), pinatataas ang kahusayan ng phosphate fertilization.
Inorganikong posporus solubilization
Ang mga bakterya at fungi, kabilang ang mycorrhizae, ay naglalabas ng mga organic na acid na gumagana sa pamamagitan ng direktang pagtunaw ng inorganic phosphorus.
- Maraming mga micro-organism sa lupa ang inilalarawan bilang may kakayahang matunaw ang iba't ibang uri ng rock phosphate;
- Ang pinakamalaking mekanismo ng solubilization ay ang pagkilos ng mga organikong acid na na-synthesize ng bakterya.
- Ang mga acid na ito na ginawa ng mga organismo ay mahusay na mga generator ng H+ ions, na may kakayahang magtunaw ng mineral phosphate at gawin itong magagamit sa mga halaman.
Samahan sa pagitan ng mga halaman at fungi
Nangyayari ito sa pamamagitan ng mycorrhizae, na mga bakterya na nauugnay sa mga ugat ng halaman na nagtataguyod ng mutualism sa pagitan ng mga ugat ng halaman at fungi sa lupa, upang ang halaman ay nagbibigay ng enerhiya at carbon sa fungi sa pamamagitan ng photosynthesis, at ang mga ito ay nagbabalik ng pabor sa pamamagitan ng pagsipsip ng mga sustansya ng mineral at paglilipat ng mga ito sa halaman. mga ugat.
Organic Phosphorus Mineralization
Bilang karagdagan sa phosphorus mula sa microbial organic matter, ang pagkilos ng phosphate solubilizing microorganisms at fungi na nauugnay sa mga ugat, ang produksyon ng mga enzyme ng ilang mga microorganism at halaman ay responsable para sa mineralization ng organic phosphorus, na kung saan ay ang pagbabago nito sa inorganic phosphorus.
Sa sandaling nasa lawa at dagat, ang posporus ay maaaring, bilang karagdagan sa pagiging hinihigop ng mga organismo, isama ang sarili sa mga bato, na nagsasara ng ikot.
Ang cycle ng phosphorus ay may posibilidad na mahaba. Ang isang atom ay maaaring gumugol ng hanggang 100,000 taon sa pag-ikot, hanggang sa ito ay tumira pabalik sa mga bato. Sa mga sediment, ang posporus ay maaaring manatiling nauugnay sa higit sa 100 milyong taon.
Mga problema
Ang aktibidad ng tao ay lalong nagpabago sa natural na cycle ng macronutrient na ito, maging sa pamamagitan ng mga aktibidad tulad ng pagmimina o ang malawakang paggamit ng mga pataba.
Ang labis na posporus kapag na-leach sa mga daluyan ng tubig ay nagtatapos sa pagtaas ng bioavailability ng nutrient na ito sa aquatic na kapaligiran at, bilang isang resulta, ay maaaring tumindi ang pagbuo ng algae. Ang pagtaas ng bilang ng mga algae sa isang lawa, halimbawa, ay magbabawas sa dami ng liwanag na tumatagos sa kapaligirang ito (kapansin-pansing binabawasan ang trophic zone), na pumipinsala sa iba pang mga lokal na organismo. Ang prosesong ito ay tinatawag na eutrophication (maaari kang magbasa nang higit pa tungkol sa impluwensya ng paggamit ng pataba sa proseso ng eutrophication sa artikulo: "Ano ang mga pataba?").
Tingnan din ang ilang larawan ng epektong ito:
