Кислородни, азотни и въглеродни цикли

Кислороден цикъл

Кислородът е много важен компонент на въздуха и е необходим за поддържане на живота.
Кислородът участва в много основни реакции за поддържане на живота, той е последният акцептор на електрони в дихателната верига, която е максималният доставчик на енергия в аеробните организми (те са тези, които консумират кислород).

Фотосинтезата е основният процес, чрез който растенията произвеждат собствена храна (т.е. те са автотрофи). За да извършат фотосинтеза, хлоропластите (в зелените растения) улавят въглероден диоксид (който съдържа кислород и въглерод) от околната среда, водата и накрая, използвайки ензими и светлинна енергия, произвеждат: кислород и глюкоза.
The кислород произведен при фотосинтеза излиза под формата на газ и е това, което е във въздуха. Той се въвежда от всички аеробни организми, където навлиза в дихателната верига като краен електронен акцептор. за образуване на вода, която се нарича окислителна вода и се елиминира от живите същества в пот, урина, сълзи и т.н. Въглеродният диоксид (който също съдържа кислород) е продукт на аеробни катаболни реакции и се изхвърля от аеробни организми и рециклира от растенията по начина, който се вижда по-горе.

Този кислород, който се намира във въздуха, се използва и от човека в реакциите му изгаряне, което, както се вижда по-рано, произвежда въглероден диоксид, който също се рециклира в фотосинтеза.

По този начин има постоянна циркулация на кислород и един вид симбиоза между организмите, които дишат кислород, и растенията, където организмите аероби използват кислород от растенията за техния метаболизъм и произвеждат въглероден диоксид, който се използва от растенията за производство на кислород и хранителни вещества.

Цикъл на азот

Естествен цикличен процес, в хода на който азотът се вгражда в почвата и става част от живите организми, преди да се върне в атмосферата. Азотът, съществена част от аминокиселините, е основен елемент от живота. Той се намира в съотношение 79% в атмосферата, но газообразният азот трябва да се трансформира в химически използваема форма, преди да може да се използва от живите организми. Това се постига чрез азотния цикъл, при който газообразният азот се трансформира в амоняк или нитрати. Енергията, допринесена от слънчевите лъчи и космическата радиация, служи за комбиниране на азот и газообразен кислород в нитрати, които се пренасят на земната повърхност от валежи. Биологичното фиксиране, отговорно за по-голямата част от процеса на превръщане на азота, се получава чрез действието на свободни азотфиксиращи бактерии, симбиотични бактерии, които живеят върху растителни корени (особено бобови и елши), синьо-зелени водорасли, някои лишеи и горски епифити тропически
The азот фиксиран под формата на амоняк и нитрати, той се абсорбира директно от растенията и се включва в техните тъкани под формата на растителни протеини. След това азотът се движи нагоре по хранителната верига от растенията до тревопасните и оттам до месоядните. Когато растенията и животните умират, азотните съединения се разграждат, образувайки амоняк, процес, наречен амонификация. Част от този амоняк се възстановява от растенията; останалата част се разтваря във водата или остава в почвата, където микроорганизмите я превръщат в нитрати или нитрити в процес, наречен нитрификация. Нитратите могат да се съхраняват в разлагащ се хумус или да изчезват от почвата чрез излугване, измивайки се в потоци и езера. Друга възможност е да се превърне в азот чрез денитрификация и да се върне в атмосферата.

В естествените системи азотът, който се губи чрез денитрификация, излугване, ерозия и други подобни, се заменя с процеса на фиксиране и други източници на азот. Антропната (човешка) намеса в азотния цикъл обаче може да доведе до по-малко азот в цикъла или до претоварване на системата. Например интензивното отглеждане, добив и изчистване на горите са причинили намаляване на съдържанието на азот в почвата (някои от загубите в земеделските територии могат да бъдат компенсирани само с изкуствени азотни торове, които включват големи разходи енергичен). От друга страна, извличане на азот от прекалено оплодени земеделски земи, безразборно изсичане на гори, животински отпадъци и вода Остатъците са добавили твърде много азот към водните екосистеми, причинявайки спад в качеството на водата и стимулирайки прекомерен растеж на водорасли. Освен това азотният диоксид, изпуснат в атмосферата от автомобилните отработили газове и топлоелектрическите централи се разлагат и реагират с други атмосферни замърсители, пораждайки смог фотохимични.

Въглероден цикъл

Чрез него енергията тече през земната екосистема. Основният цикъл започва, когато растенията чрез фотосинтеза използват въглероден диоксид (CO₂) присъстващи в атмосферата или разтворени във вода. Част от този въглерод става част от растителните тъкани под формата на въглехидрати, мазнини и протеини; останалото се връща в атмосферата или водата чрез дишане. По този начин въглеродът преминава към тревопасни животни, които ядат растения и по този начин използват, пренареждат и разграждат въглеродните съединения. Голяма част от него се освобождава под формата на CO₂ чрез дишане, като страничен продукт от метаболизма, но част се съхранява в животински тъкани и преминава към месоядни животни, които се хранят с тревопасни животни. В крайна сметка всички въглеродни съединения се разграждат чрез разлагане и въглеродът се отделя като CO.₂, който се използва отново от растенията.

• Продължавай да четеш: Въглерод.