Κύκλοι οξυγόνου, αζώτου και άνθρακα

Κύκλος οξυγόνου

Το οξυγόνο είναι ένα πολύ σημαντικό συστατικό του αέρα και απαιτείται για τη διατήρηση της ζωής.
Το οξυγόνο συμμετέχει σε πολλές θεμελιώδεις αντιδράσεις για τη διατήρηση της ζωής, είναι ο τελικός δέκτης ηλεκτρονίων την αναπνευστική αλυσίδα που είναι ο μέγιστος προμηθευτής ενέργειας στους αερόβιους οργανισμούς (είναι εκείνοι που καταναλώνουν οξυγόνο).

Η φωτοσύνθεση είναι η θεμελιώδης διαδικασία με την οποία τα φυτά παράγουν τα δικά τους τρόφιμα (δηλαδή, είναι αυτοτροφικά). Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η φωτοσύνθεση, οι χλωροπλάστες (σε πράσινα φυτά) συλλαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα (το οποίο περιέχει οξυγόνο και άνθρακα) από το περιβάλλον, το νερό και, τέλος, χρησιμοποιώντας ένζυμα και ελαφριά ενέργεια, παράγω: οξυγόνο και γλυκόζη.
ο οξυγόνο που παράγεται στη φωτοσύνθεση βγαίνει με τη μορφή αερίου και είναι αυτό που βρίσκεται στον αέρα. Εισάγεται από όλους τους αερόβιους οργανισμούς, όπου εισέρχεται στην αναπνευστική αλυσίδα ως τελικός δέκτης ηλεκτρονίων. για να σχηματίσει νερό που ονομάζεται νερό οξείδωσης και αποβάλλεται από ζωντανά όντα σε ιδρώτα, ούρα, δάκρυα και τα λοιπά. Το διοξείδιο του άνθρακα (το οποίο περιέχει επίσης οξυγόνο), είναι το προϊόν των αερόβιων καταβολικών αντιδράσεων και αποβάλλεται από αερόβιους οργανισμούς και ανακυκλώνεται από τα φυτά με τον τρόπο που φαίνεται παραπάνω.

Αυτό το οξυγόνο, το οποίο βρίσκεται στον αέρα, χρησιμοποιείται επίσης από τον άνθρωπο στις αντιδράσεις του καύση, η οποία, όπως φαίνεται προηγουμένως, παράγει διοξείδιο του άνθρακα που επίσης ανακυκλώνεται στο φωτοσύνθεση.

Με αυτόν τον τρόπο, υπάρχει μια συνεχής κυκλοφορία οξυγόνου και ένα είδος συμβίωσης μεταξύ των οργανισμών που αναπνέουν οξυγόνο και των φυτών, όπου οι οργανισμοί Τα αερόβια χρησιμοποιούν οξυγόνο από φυτά για το μεταβολισμό τους και παράγουν διοξείδιο του άνθρακα που χρησιμοποιείται από τα φυτά για την παραγωγή οξυγόνου και ΘΡΕΠΤΙΚΕΣ ουσιες.

Κύκλος αζώτου

Φυσική κυκλική διαδικασία κατά την οποία το άζωτο ενσωματώνεται στο έδαφος και γίνεται μέρος ζωντανών οργανισμών πριν επιστρέψει στην ατμόσφαιρα. Το άζωτο, ένα ουσιαστικό μέρος των αμινοξέων, είναι ένα βασικό στοιχείο της ζωής. Βρίσκεται σε ποσοστό 79% στην ατμόσφαιρα, αλλά το αέριο άζωτο πρέπει να μετατραπεί σε χημικά χρησιμοποιήσιμη μορφή προτού χρησιμοποιηθεί από ζωντανούς οργανισμούς. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω του κύκλου αζώτου, στον οποίο το αέριο άζωτο μετατρέπεται σε αμμωνία ή νιτρικά άλατα. Η ενέργεια που συντελείται από τις ηλιακές ακτίνες και την κοσμική ακτινοβολία χρησιμεύει στο συνδυασμό αζώτου και αέριο οξυγόνο σε νιτρικά άλατα, τα οποία μεταφέρονται στην επιφάνεια της γης από βροχόπτωση. Η βιολογική σταθεροποίηση, υπεύθυνη για το μεγαλύτερο μέρος της διαδικασίας μετατροπής του αζώτου, παράγεται από τη δράση ελεύθερων βακτηρίων σταθεροποίησης αζώτου, συμβιωτικά βακτήρια που ζουν στις ρίζες των φυτών (ειδικά όσπρια και κόντρα), γαλαζοπράσινα φύκια, ορισμένες λειχήνες και δασικά τροπικός
ο άζωτο στερεωμένο με τη μορφή αμμωνίας και νιτρικών αλάτων, απορροφάται απευθείας από τα φυτά και ενσωματώνεται στους ιστούς τους με τη μορφή φυτικών πρωτεϊνών. Στη συνέχεια, το άζωτο ταξιδεύει στην τροφική αλυσίδα από φυτά σε φυτοφάγα και από εκεί σε σαρκοφάγα. Όταν τα φυτά και τα ζώα πεθαίνουν, οι αζωτούχες ενώσεις διαλύονται παράγοντας αμμωνία, μια διαδικασία που ονομάζεται αμμωνιοποίηση. Μέρος αυτής της αμμωνίας ανακτάται από φυτά. Τα υπόλοιπα διαλύονται στο νερό ή παραμένουν στο έδαφος, όπου οι μικροοργανισμοί το μετατρέπουν σε νιτρικά ή νιτρώδη σε μια διαδικασία που ονομάζεται νιτροποίηση. Τα νιτρικά άλατα μπορούν να αποθηκευτούν στην αποσύνθεση του χούμου ή να εξαφανιστούν από το έδαφος με έκπλυση, να πλυθούν σε ρέματα και λίμνες. Μια άλλη δυνατότητα είναι η μετατροπή σε άζωτο μέσω απονιτροποίησης και επιστροφή στην ατμόσφαιρα.

Στα φυσικά συστήματα, το άζωτο που χάνεται μέσω απονιτροποίησης, έκπλυσης, διάβρωσης και τα παρόμοια αντικαθίσταται από τη διαδικασία στερέωσης και άλλες πηγές αζώτου. Ανθρωπική (ανθρώπινη) παρέμβαση στον κύκλο αζώτου μπορεί, ωστόσο, να οδηγήσει σε λιγότερο άζωτο στον κύκλο ή να υπερφορτώσει το σύστημα. Για παράδειγμα, η εντατική καλλιέργεια, η συγκομιδή και η εκκαθάριση των δασών έχουν προκαλέσει μείωση της περιεκτικότητας σε άζωτο στο έδαφος (ορισμένα από τα οι απώλειες σε γεωργικές περιοχές μπορούν να καλυφθούν μόνο με τεχνητά λιπάσματα αζώτου, τα οποία συνεπάγονται μεγάλη δαπάνη ενεργητικός). Από την άλλη πλευρά, το άζωτο που ξεπλένει από υπερβολικά γονιμοποιημένες καλλιεργήσιμες εκτάσεις, αδιάκριτη υλοτόμηση δασών, ζωικών αποβλήτων και νερού Τα υπολείμματα έχουν προσθέσει πάρα πολύ άζωτο στα υδρόβια οικοσυστήματα, προκαλώντας μείωση της ποιότητας των υδάτων και υποκινώντας την υπερβολική ανάπτυξη φύκια. Επιπλέον, το διοξείδιο του αζώτου απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα από εξάτμιση αυτοκινήτων και Οι θερμικοί σταθμοί αποσυντίθενται και αντιδρούν με άλλους ατμοσφαιρικούς ρύπους που προκαλούν αιθαλομίχλη φωτοχημικό.

Κύκλος άνθρακα

Μέσω αυτού, η ενέργεια ρέει μέσω του επίγειου οικοσυστήματος. Ο βασικός κύκλος ξεκινά όταν τα φυτά, μέσω της φωτοσύνθεσης, χρησιμοποιούν διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) παρόν στην ατμόσφαιρα ή διαλυμένο σε νερό. Μέρος αυτού του άνθρακα γίνεται μέρος των φυτικών ιστών με τη μορφή υδατανθράκων, λιπών και πρωτεϊνών. Τα υπόλοιπα επιστρέφονται στην ατμόσφαιρα ή στο νερό μέσω αναπνοής. Έτσι, ο άνθρακας περνά στα φυτοφάγα που τρώνε φυτά και έτσι χρησιμοποιούν, αναδιατάσσουν και αποικοδομούν τις ενώσεις άνθρακα. Μεγάλο μέρος κυκλοφορεί με τη μορφή CO₂ με αναπνοή, ως υποπροϊόν του μεταβολισμού, αλλά μέρος αποθηκεύεται σε ζωικούς ιστούς και περνά σε σαρκοφάγα, τα οποία τρέφονται με φυτοφάγα. Τελικά, όλες οι ενώσεις άνθρακα διασπώνται με αποσύνθεση και ο άνθρακας απελευθερώνεται ως CO.₂, το οποίο χρησιμοποιείται ξανά από φυτά.

• Συνέχισε να διαβάζεις: Ανθρακας.