Siklus Oksigen, Nitrogen, dan Karbon

Siklus oksigen

Oksigen merupakan komponen udara yang sangat penting dan diperlukan untuk mempertahankan kehidupan.
Oksigen berpartisipasi dalam banyak reaksi mendasar untuk mempertahankan kehidupan, itu adalah akseptor terakhir elektron dalam rantai pernapasan yang merupakan pemasok energi maksimum dalam organisme aerobik (mereka adalah mereka yang mengkonsumsi oksigen).

Fotosintesis adalah proses mendasar dimana tanaman menghasilkan makanan mereka sendiri (yaitu, mereka adalah autotrof). Untuk melakukan fotosintesis, kloroplas (pada tumbuhan hijau), menangkap karbon dioksida (yang mengandung oksigen dan karbon) dari lingkungan, air, dan akhirnya, menggunakan enzim dan energi cahaya, menghasilkan: oksigen dan glukosa.
Itu oksigen yang dihasilkan dalam fotosintesis keluar dalam bentuk gas dan merupakan apa yang ada di udara. Ini diperkenalkan oleh semua organisme aerobik, di mana ia memasuki rantai pernapasan sebagai akseptor elektron terakhir. untuk membentuk air yang disebut air oksidasi dan dihilangkan oleh makhluk hidup melalui keringat, air seni, air mata dll. Karbon dioksida (yang juga mengandung oksigen), adalah produk dari reaksi katabolik aerobik dan dikeluarkan oleh organisme aerobik dan didaur ulang oleh tanaman dengan cara yang terlihat di atas.

Oksigen ini, yang ditemukan di udara, juga digunakan oleh manusia dalam reaksinya terhadap pembakaran, yang, seperti yang terlihat sebelumnya, menghasilkan karbon dioksida yang juga didaur ulang di fotosintesis.

Dengan cara ini, ada sirkulasi oksigen yang konstan dan semacam simbiosis antara organisme yang menghirup oksigen dan tumbuhan, di mana organisme aerob menggunakan oksigen dari tanaman untuk metabolisme mereka dan menghasilkan karbon dioksida yang digunakan oleh tanaman untuk menghasilkan oksigen dan nutrisi.

Siklus nitrogen

Proses siklus alami di mana nitrogen dimasukkan ke dalam tanah dan menjadi bagian dari organisme hidup sebelum kembali ke atmosfer. Nitrogen, bagian penting dari asam amino, adalah elemen dasar kehidupan. Itu ditemukan dalam proporsi 79% di atmosfer, tetapi nitrogen gas harus diubah menjadi bentuk yang dapat digunakan secara kimia sebelum dapat digunakan oleh organisme hidup. Hal ini dicapai melalui siklus nitrogen, di mana gas nitrogen diubah menjadi amonia atau nitrat. Energi yang disumbangkan oleh sinar matahari dan radiasi kosmik berfungsi untuk menggabungkan nitrogen dan oksigen gas menjadi nitrat, yang dibawa ke permukaan bumi oleh curah hujan. Fiksasi biologis, bertanggung jawab untuk sebagian besar proses konversi nitrogen, dihasilkan oleh aksi bakteri pengikat nitrogen bebas, bakteri simbiosis yang hidup pada akar tanaman (terutama legum dan alder), alga biru-hijau, lichen tertentu dan epifit hutan tropis
Itu nitrogen tetap dalam bentuk amonia dan nitrat, diserap langsung oleh tanaman dan dimasukkan ke dalam jaringan mereka dalam bentuk protein tanaman. Nitrogen kemudian naik ke rantai makanan dari tumbuhan ke herbivora, dan dari sana ke karnivora. Ketika tumbuhan dan hewan mati, senyawa nitrogen terurai menghasilkan amonia, sebuah proses yang disebut amonifikasi. Bagian dari amonia ini diperoleh kembali oleh tanaman; sisanya larut dalam air atau tetap di dalam tanah, di mana mikroorganisme mengubahnya menjadi nitrat atau nitrit dalam proses yang disebut nitrifikasi. Nitrat dapat disimpan dalam humus yang membusuk atau menghilang dari tanah dengan pencucian, hanyut ke sungai dan danau. Kemungkinan lain adalah untuk mengkonversi ke nitrogen melalui denitrifikasi dan kembali ke atmosfer.

Dalam sistem alami, nitrogen yang hilang melalui denitrifikasi, pencucian, erosi, dan sejenisnya digantikan oleh proses fiksasi dan sumber nitrogen lainnya. Namun, gangguan antropik (manusia) dalam siklus nitrogen dapat menyebabkan berkurangnya nitrogen dalam siklus, atau membebani sistem. Sebagai contoh, budidaya intensif, pemanenan dan pembukaan hutan telah menyebabkan penurunan kandungan nitrogen dalam tanah (beberapa kerugian di wilayah pertanian hanya dapat dibuat dengan pupuk nitrogen buatan, yang melibatkan biaya besar energik). Di sisi lain, pencucian nitrogen dari lahan pertanian yang terlalu dibuahi, penebangan hutan secara sembarangan, kotoran hewan dan air Residu telah menambahkan terlalu banyak nitrogen ke ekosistem perairan, menyebabkan penurunan kualitas air dan merangsang pertumbuhan berlebihan alga. Selain itu, nitrogen dioksida dilepaskan ke atmosfer oleh knalpot mobil dan pembangkit listrik termal terurai dan bereaksi dengan polutan atmosfer lainnya sehingga menimbulkan kabut asap fotokimia.

Siklus karbon

Melalui itu, energi mengalir melalui ekosistem terestrial. Siklus dasar dimulai ketika tanaman, melalui fotosintesis, memanfaatkan karbon dioksida (CO .).₂) yang ada di atmosfer atau terlarut dalam air. Bagian dari karbon ini menjadi bagian dari jaringan tumbuhan berupa karbohidrat, lemak dan protein; sisanya dikembalikan ke atmosfer atau air melalui respirasi. Dengan demikian, karbon berpindah ke herbivora yang memakan tanaman dan dengan demikian menggunakan, mengatur ulang, dan mendegradasi senyawa karbon. Sebagian besar dilepaskan dalam bentuk CO₂ oleh respirasi, sebagai produk sampingan dari metabolisme, tetapi sebagian disimpan dalam jaringan hewan dan diteruskan ke karnivora, yang memakan herbivora. Pada akhirnya, semua senyawa karbon dipecah oleh dekomposisi, dan karbon dilepaskan sebagai CO.₂, yang digunakan kembali oleh tumbuhan.

• Baca terus: Karbon.