Cykly kyslíku, dusíku a uhlíku

Kyslíkový cyklus

Kyslík je velmi důležitou složkou vzduchu a je nezbytný pro udržení života.
Kyslík se účastní mnoha základních reakcí na udržení života, je konečným přijímačem elektronů dýchací řetězec, který je maximálním dodavatelem energie v aerobních organismech (jsou to ty, které konzumují kyslík).

Fotosyntéza je základní proces, kterým si rostliny produkují vlastní potravu (tj. Jsou autotrofy). Aby bylo možné provést fotosyntézu, chloroplasty (v zelených rostlinách) zachycují oxid uhličitý (který obsahuje kyslík a uhlík) z prostředí, vody a nakonec pomocí enzymů a světelné energie vyrobit: kyslík a glukóza.
The kyslík vyrobený fotosyntézou vychází ve formě plynu a je ve vzduchu. Je zaveden všemi aerobními organismy, kde vstupuje do dýchacího řetězce jako konečný akceptor elektronů. za vzniku vody, která se nazývá oxidační voda a je vylučována živými bytostmi v potu, moči, slzách atd. Oxid uhličitý (který také obsahuje kyslík) je produktem aerobních katabolických reakcí a je vylučován aerobními organismy a recyklován rostlinami výše uvedeným způsobem.

Tento kyslík, který se nachází ve vzduchu, je také používán člověkem při jeho reakcích spalování, které, jak je vidět výše, produkuje oxid uhličitý, který se také recykluje v fotosyntéza.

Tímto způsobem dochází k neustálé cirkulaci kyslíku a jakési symbióze mezi organismy, které dýchají kyslík, a rostlinami, kde organismy aerobní organismy využívají pro svůj metabolismus kyslík z rostlin a produkují oxid uhličitý, který rostliny používají k výrobě kyslíku a živiny.

Cyklus dusíku

Přirozený cyklický proces, při kterém je dusík zabudován do půdy a stává se součástí živých organismů před návratem do atmosféry. Dusík, základní složka aminokyselin, je základní složkou života. Vyskytuje se v atmosféře 79%, ale plynný dusík musí být před použitím v živých organismech přeměněn na chemicky použitelnou formu. Toho je dosaženo cyklem dusíku, ve kterém se plynný dusík transformuje na amoniak nebo dusičnany. Energie, kterou přispívají sluneční paprsky a kosmické záření, slouží ke kombinaci dusíku a plynný kyslík na dusičnany, které jsou přenášeny na zemský povrch pomocí srážky. Biologická fixace, která je zodpovědná za většinu procesu přeměny dusíku, se vyrábí působením volných bakterií vázajících dusík, symbiotické bakterie, které žijí na kořenech rostlin (zejména luštěninách a olších), modrozelené řasy, některé lišejníky a lesní epifity tropický
The dusík fixovaný ve formě amoniaku a dusičnanů, je absorbován přímo rostlinami a zabudován do jejich tkání ve formě rostlinných bílkovin. Dusík poté putuje po potravinovém řetězci z rostlin na býložravce a odtud na masožravce. Když rostliny a zvířata umírají, dusíkaté sloučeniny se rozkládají a produkují amoniak, což je proces zvaný amonifikace. Část tohoto amoniaku je regenerována rostlinami; zbytek se rozpouští ve vodě nebo zůstává v půdě, kde jej mikroorganismy přeměňují na dusičnany nebo dusitany v procesu zvaném nitrifikace. Dusičnany lze skladovat v rozkládajícím se humusu nebo vymývat z půdy vyluhováním a vyplavováním do potoků a jezer. Další možností je přeměna na dusík denitrifikací a návrat do atmosféry.

V přírodních systémech je dusík, který se ztrácí denitrifikací, louhováním, erozí apod., Nahrazen procesem fixace a jinými zdroji dusíku. Antropická (lidská) interference v cyklu dusíku však může vést k menšímu množství dusíku v cyklu nebo k přetížení systému. Například intenzivní pěstování, těžba a vyklízení lesů způsobily pokles obsahu dusíku v půdě (některé z ztráty na zemědělských územích lze vyrovnat pouze pomocí umělých dusíkatých hnojiv, což s sebou přináší velké náklady energický). Na druhé straně vyluhování dusíku z příliš oplodněné zemědělské půdy, nevybíravé kácení lesů, živočišný odpad a voda Zbytky přidaly do vodních ekosystémů příliš mnoho dusíku, což způsobilo pokles kvality vody a stimulovalo nadměrný růst řasy. Oxid dusičitý se navíc uvolňuje do atmosféry výfukem automobilu a tepelné elektrárny se rozkládají a reagují s jinými látkami znečišťujícími atmosféru, které způsobují smog fotochemické.

Uhlíkový cyklus

Prostřednictvím ní proudí energie pozemským ekosystémem. Základní cyklus začíná, když rostliny fotosyntézou využívají oxid uhličitý (CO₂) přítomné v atmosféře nebo rozpuštěné ve vodě. Část tohoto uhlíku se stává součástí rostlinných tkání ve formě sacharidů, tuků a bílkovin; zbytek se vrací do atmosféry nebo do vody dýcháním. Uhlík tedy přechází na býložravce, kteří se živí rostlinami, a tím využívají, přeskupují a degradují sloučeniny uhlíku. Velká část se uvolňuje ve formě CO₂ dýcháním, jako vedlejší produkt metabolismu, ale část se ukládá ve zvířecích tkáních a přechází na masožravce, kteří se živí býložravci. Nakonec jsou všechny sloučeniny uhlíku rozloženy rozkladem a uhlík se uvolňuje jako CO.₂, který je opět používán rostlinami.

• Čti dál: Uhlík.