Ciklusi kisika, dušika i ugljika

Ciklus kisika

Kisik je vrlo važna komponenta zraka i potreban je za održavanje života.
Kisik sudjeluje u mnogim temeljnim reakcijama za održavanje života, on je konačni akceptor elektrona u dišni lanac koji je najveći opskrbljivač energijom u aerobnim organizmima (oni su oni koji troše kisik).

Fotosinteza je temeljni proces kojim biljke proizvode vlastitu hranu (to jest, one su autotrofi). Da bi izvršili fotosintezu, kloroplasti (u zelenim biljkama) zahvaćaju ugljični dioksid (koji sadrži kisik i ugljik) iz okoliša, vode, i konačno, koristeći enzime i svjetlosnu energiju, proizvoditi: kisika i glukoze.
The kisik proizvedena u fotosintezi izlazi u obliku plina i ono je što je u zraku. Unose ga svi aerobni organizmi, gdje ulazi u dišni lanac kao konačni akceptor elektrona. kako bi se stvorila voda koja se naziva oksidacijskom vodom, a eliminiraju je živa bića u znoju, mokraći, suzama itd. Ugljični dioksid (koji također sadrži kisik) proizvod je aerobnih kataboličkih reakcija, a aerobni organizmi ga izbacuju, a biljke recikliraju na gore viđeni način.

Taj kisik, koji se nalazi u zraku, čovjek koristi i u reakcijama na izgaranjem, koje, kao što smo ranije vidjeli, stvara ugljični dioksid koji se također reciklira u fotosinteza.

Na taj način postoji stalna cirkulacija kisika i svojevrsna simbioza između organizama koji udišu kisik i biljaka, gdje organizmi aerobi koriste kisik iz biljaka za svoj metabolizam i proizvode ugljični dioksid koji biljke koriste za proizvodnju kisika i hranjive tvari.

Ciklus dušika

Prirodni ciklički proces tijekom kojeg se dušik ugrađuje u tlo i postaje dio živih organizama prije povratka u atmosferu. Dušik, esencijalni dio aminokiselina, osnovni je element života. Nalazi se u udjelu od 79% u atmosferi, ali plinoviti dušik mora se pretvoriti u kemijski upotrebljiv oblik da bi ga živi organizmi mogli koristiti. To se postiže ciklusom dušika, u kojem se plinoviti dušik pretvara u amonijak ili nitrate. Energija koju pružaju sunčeve zrake i kozmičko zračenje služe za kombiniranje dušika i plinoviti kisik u nitrate koji se na površinu zemlje prenose padalina. Biološka fiksacija, odgovorna za većinu procesa pretvorbe dušika, nastaje djelovanjem slobodnih bakterija koje fiksiraju dušik, simbiotske bakterije koje žive na biljnim korijenima (posebno mahunarkama i johama), plavo-zelenim algama, određenim lišajevima i šumskim epifitima tropskim
The dušik učvršćen u obliku amonijaka i nitrata, biljke ga izravno apsorbiraju i ugrađuju u njihova tkiva u obliku biljnih bjelančevina. Dušik zatim putuje prehrambenim lancem od biljaka do biljojeda, a odatle do zvijeri. Kad biljke i životinje uginu, dušični se spojevi razgrađuju proizvodeći amonijak, proces koji se naziva amonifikacija. Dio ovog amonijaka biljke obnavljaju; ostatak se otapa u vodi ili ostaje u tlu, gdje ga mikroorganizmi pretvaraju u nitrate ili nitrite u procesu koji se naziva nitrifikacija. Nitrati se mogu skladištiti u humusu koji se raspada ili nestati iz tla ispiranjem, ispirajući se u potoke i jezera. Druga mogućnost je pretvaranje u dušik denitrifikacijom i povratak u atmosferu.

U prirodnim sustavima dušik koji se gubi denitrifikacijom, ispiranjem, erozijom i slično zamjenjuje se postupkom fiksacije i drugim izvorima dušika. Antropska (ljudska) interferencija u dušikovom ciklusu može dovesti do manje dušika u ciklusu ili do preopterećenja sustava. Na primjer, intenzivan uzgoj, sječa i krčenje šuma uzrokovali su smanjenje sadržaja dušika u tlu (neki od Gubici na poljoprivrednim teritorijima mogu se nadoknaditi samo umjetnim dušičnim gnojivima koja podrazumijevaju velike troškove energična). S druge strane, ispiranje dušika s pretjerano oplođenog poljoprivrednog zemljišta, neselektivna sječa šuma, životinjskog otpada i vode Ostaci su dodali previše dušika u vodene ekosustave, uzrokujući pad kvalitete vode i stimulirajući pretjerani rast alge. Uz to, dušikov dioksid ispušten u atmosferu ispušnim plinovima automobila i termoelektrane se razgrađuju i reagiraju s drugim atmosferskim zagađivačima što dovodi do smoga fotokemijski.

Ciklus ugljika

Kroz njega energija teče kroz kopneni ekosustav. Osnovni ciklus započinje kada biljke fotosintezom koriste ugljični dioksid (CO₂) prisutni u atmosferi ili otopljeni u vodi. Dio ovog ugljika postaje dio biljnih tkiva u obliku ugljikohidrata, masti i bjelančevina; ostatak se disanjem vraća u atmosferu ili vodu. Dakle, ugljik prelazi na biljojede koji jedu biljke i na taj način koriste, preuređuju i razgrađuju ugljikove spojeve. Većina se oslobađa u obliku CO₂ disanjem, kao nusprodukt metabolizma, ali dio je pohranjen u životinjskim tkivima i prelazi u mesoždere koji se hrane biljojedima. U konačnici se svi ugljikovi spojevi razgrađuju razgradnjom, a ugljik se oslobađa kao CO.₂, koju biljke ponovno koriste.

• Nastavi čitati: Ugljik.