Sauerstoff-, Stickstoff- und Kohlenstoffkreisläufe

Sauerstoffkreislauf

Sauerstoff ist ein sehr wichtiger Bestandteil der Luft und wird zur Aufrechterhaltung des Lebens benötigt.
Sauerstoff nimmt an vielen grundlegenden Reaktionen teil, um das Leben zu erhalten, es ist der letzte Akzeptor von Elektronen in die Atmungskette, die der maximale Energielieferant in aeroben Organismen ist (sie sind diejenigen, die verbrauchen) Sauerstoff).

Photosynthese ist der grundlegende Prozess, durch den Pflanzen ihre eigene Nahrung produzieren (dh sie sind autotroph). Um die Photosynthese durchzuführen, fangen Chloroplasten (in grünen Pflanzen) Kohlendioxid (das Sauerstoff und Kohlenstoff enthält) aus der Umwelt, Wasser und schließlich mithilfe von Enzymen und Lichtenergie, produzieren: Sauerstoff und Glukose.
Das Sauerstoff Das bei der Photosynthese erzeugte Gas tritt in Form von Gas aus und befindet sich in der Luft. Es wird von allen aeroben Organismen eingeführt, wo es als letzter Elektronenakzeptor in die Atmungskette gelangt. um Wasser zu bilden, das Oxidationswasser genannt wird und von Lebewesen in Schweiß, Urin, Tränen ausgeschieden wird usw. Kohlendioxid (das auch Sauerstoff enthält) ist das Produkt aerober kataboler Reaktionen und wird von aeroben Organismen ausgestoßen und von Pflanzen wie oben beschrieben recycelt.

Dieser Sauerstoff, der in der Luft vorkommt, wird auch vom Menschen bei seinen Reaktionen von Verbrennung, bei der, wie bereits erwähnt, Kohlendioxid entsteht, das ebenfalls in den Photosynthese.

Auf diese Weise entsteht eine ständige Sauerstoffzirkulation und eine Art Symbiose zwischen den sauerstoffatmenden Organismen und den Pflanzen, in denen die Organismen Aerobier verwenden Sauerstoff aus Pflanzen für ihren Stoffwechsel und produzieren Kohlendioxid, das von Pflanzen zur Produktion von Sauerstoff und. verwendet wird Nährstoffe.

Stickstoffkreislauf

Natürlicher zyklischer Prozess, bei dem Stickstoff in den Boden eingebaut und Teil lebender Organismen wird, bevor er in die Atmosphäre zurückkehrt. Stickstoff, ein wesentlicher Bestandteil von Aminosäuren, ist ein Grundelement des Lebens. Er kommt zu 79 % in der Atmosphäre vor, doch muss gasförmiger Stickstoff in eine chemisch nutzbare Form umgewandelt werden, bevor er von lebenden Organismen genutzt werden kann. Dies wird durch den Stickstoffkreislauf erreicht, bei dem gasförmiger Stickstoff in Ammoniak oder Nitrate umgewandelt wird. Die Energie der Sonnenstrahlen und der kosmischen Strahlung dienen dazu, Stickstoff und gasförmiger Sauerstoff in Nitrate, die durch Regenfall. Die biologische Fixierung, die für den größten Teil des Stickstoffumwandlungsprozesses verantwortlich ist, wird durch die Wirkung von freien Stickstoff bindenden Bakterien erzeugt. symbiotische Bakterien, die von Pflanzenwurzeln leben (insbesondere Hülsenfrüchte und Erlen), Blaualgen, bestimmten Flechten und Waldepiphyten tropisch
Das Stickstoff- in Form von Ammoniak und Nitraten fixiert, wird es direkt von Pflanzen aufgenommen und in Form von Pflanzenproteinen in deren Gewebe eingebaut. Stickstoff wandert dann die Nahrungskette von Pflanzen zu Pflanzenfressern und von dort zu Fleischfressern. Wenn Pflanzen und Tiere sterben, werden stickstoffhaltige Verbindungen unter Bildung von Ammoniak abgebaut, ein Prozess, der als Ammonifikation bezeichnet wird. Ein Teil dieses Ammoniaks wird von Pflanzen zurückgewonnen; der Rest löst sich im Wasser auf oder verbleibt im Boden, wo Mikroorganismen ihn in einem Prozess namens Nitrifikation in Nitrate oder Nitrite umwandeln. Nitrate können in zersetzendem Humus gespeichert werden oder durch Auswaschung aus dem Boden verschwinden, in Bäche und Seen gespült werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, durch Denitrifikation in Stickstoff umzuwandeln und in die Atmosphäre zurückzukehren.

In natürlichen Systemen wird der Stickstoff, der durch Denitrifikation, Auswaschung, Erosion und dergleichen verloren geht, durch den Fixierungsprozess und andere Stickstoffquellen ersetzt. Anthropische (menschliche) Eingriffe in den Stickstoffkreislauf können jedoch zu weniger Stickstoff im Kreislauf führen oder das System überlasten. So haben beispielsweise intensive Bewirtschaftung, Ernte und Rodung von Wäldern zu einem Rückgang des Stickstoffgehalts im Boden geführt (einige der Verluste in landwirtschaftlich genutzten Gebieten können nur durch Stickstoff-Kunstdünger ausgeglichen werden, was mit großem Aufwand verbunden ist energisch). Auf der anderen Seite Stickstoffauswaschung aus überdüngtem Ackerland, wahlloses Abholzen von Wäldern, Tierabfällen und Wasser Rückstände haben den aquatischen Ökosystemen zu viel Stickstoff hinzugefügt, was zu einer Verschlechterung der Wasserqualität und einem übermäßigen Wachstum von Algen. Darüber hinaus wird Stickstoffdioxid durch Autoabgase in die Atmosphäre freigesetzt und Wärmekraftwerke zersetzen sich und reagieren mit anderen Luftschadstoffen, wodurch Smog entsteht photochemisch.

Kohlenstoffzyklus

Durch sie fließt Energie durch das terrestrische Ökosystem. Der Grundzyklus beginnt, wenn Pflanzen durch Photosynthese Kohlendioxid (CO₂) in der Atmosphäre vorhanden oder in Wasser gelöst. Ein Teil dieses Kohlenstoffs wird in Form von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen Teil des Pflanzengewebes; der Rest wird durch Atmung in die Atmosphäre oder ins Wasser zurückgeführt. So gelangt Kohlenstoff zu Pflanzenfressern, die Pflanzen fressen und dadurch Kohlenstoffverbindungen nutzen, umlagern und abbauen. Ein Großteil davon wird in Form von CO. freigesetzt₂ durch die Atmung, als Nebenprodukt des Stoffwechsels, aber ein Teil wird in tierischen Geweben gespeichert und gelangt an Fleischfresser, die sich von Pflanzenfressern ernähren. Letztendlich werden alle Kohlenstoffverbindungen durch Zersetzung abgebaut und Kohlenstoff wird als CO freigesetzt.₂, die von Pflanzen wieder verwendet wird.

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