חשיבות המחזור הביוגאוכימי

סרינה קווג'י
תואר פרופסור לביולוגיה

קבוצה של מונחים מורכבים הוטבעו לאחד על מנת להיות מסוגלים להזכיר במהירות את הגורמים הכימיים הממלאים תפקידים כפי שהם הם משנים את תפקידיהם ומצביהם באמצעות הסביבות הארציות השונות, הם מספקים את המרכיבים החיוניים לקיום החיים, מהווים חלק מהבסיסים שלהם מולקולרית. במסגרת טווח זה של דרישות שיש לעמוד בהן הן: 1) חמצן, מימן, פחמן, חנקן, ואפילו כמה מינוריים השתתפות כמו זרחן, סידן וגופרית, שהם היסודות הבסיסיים שמאפשרים בתורם את הרכב הכימיה אורגני; ו-2) המים כחומר עצמו, שעובר גם הוא תהליך של טרנספורמציות מתמיד של מצבים ותזוזות, שהחיים תלויים בהם לחלוטין.

תהליכי השינוי שחווים המרכיבים הכימיים של החומר האורגני כוללים לרוב שלבים במצבים שונים, ובכך מגשימים מחזורים לאפשר שילוב מחדש של יסודות ומים אלה, בין למקור מוצאם הטבעי או בכל נקודה גיאוגרפית אחרת כתוצאה ממגוון גורמים. היכולת לספור יצורים חיים עם המשאבים הדרושים למבנה הביולוגי שלהם, היא עובדה אפשרית הודות לשפע של אלה על פני כדור הארץ, אבל השפע האמור קיים הצליח לקיים את עצמו לאורך זמן, נובע אך ורק מהיכולת של אלמנטים אלה לחזור מיצורים חיים לסביבה, כך שהם ממשיכים במחזור השימוש החיוני שלהם.

מגוון של משאבים, מגוון של חיים

ככל שהמגוון וכמות המשאבים גדולים יותר, כך גדלה האפשרות לשילובים ביניהם אותם, עקרון מתמטי שהאבולוציה והמגוון הביולוגי שלה כתוצאה מכך לא יכולים להיות יוצא מן הכלל. במובן זה, איכות המחזורים הביו-גיאוכימיים של הפיכת הרכיבים החיוניים של החומר האורגני לשימוש חוזר הייתה מרכיב מרכזי. בפיתוח, הרחבה ושימור של כל המערכות האקולוגיות, וזו הסיבה שהן חלק מהגורמים האקולוגיים החיוניים, שכן הפרעה בהגשמה של כל אחד מהמחזורים הללו, מובילה ישירות להשפעה של כל הגורמים הגיאולוגיים והביולוגיים הנוכחיים באזור.

מערכות אקולוגיות מגישה זו יכולות להיחשב כמודל פירמידלי, שהבסיס שלו מורכב מכל המחזורים הביו-גיאוכימיים ב כל אחד מהשלבים שלהם, שכן מהיסודות המהווים קרקעות, כגון אלו שניתן למצוא יוצרים את האוויר או מתפזרים על ידי זאת, מבלי להשאיר בצד את המים, אשר בתורם מייצגים אמצעי בפני עצמו, וכלי רכב להובלה של כל שאר האלמנטים ממקום אחד למקום אחר. כוכב לכת.

לקחת, לתפוס ולהחזיר

לאורך הטרנספורמציות שעוברים היסודות במהלך המחזורים הללו, תמיד יש רגעים שבהם הם מציגים לעצמם אפשרות גדולה יותר להילקח על ידי יצורים חיים לשימושם המטבולי והאורגני באופן כללי. ניתן לחשוב על דוגמה מעשית עם חנקן, אשר בצורתו המולקולרית הפשוטה נלקח על ידי צמחים, תוך ניצול היתרונות שלו לייצור של חומצות אמינו הכרחיות בסינתזה של חלבונים, בין יתר שימושים פיזיולוגיים, מאוחר יותר, זה ממשיך לתרום לאותן פונקציות באורגניזמים של בעלי חיים אוכלי עשב לאחר האכלה מהצמח, עוקבים אחר המסלול לעבר הטורפים לאחר המשתה שלהם, חוזרים לקרקע לאחר החיה מתה וכל החומר האורגני שממנו הוא היה מורכב מתכלה על ידי האורגניזמים המתפרקים, אשר מחזירים לבסוף את החנקן אליו מקור מקור.

עם זאת, זוהי רק גרסה פשוטה מאוד של מחזור החנקן, מכיוון שלמעשה ישנם מספר מנגנונים שבאמצעותם אלמנט זה חזר לכדור הארץ, בנוסף למגוון רב של חומרים כימיים בהם ניתן לשלב אותו, כחלק מהפסולת השונות שיצורים חיים אנו מייצרים, שחלקם כוללים אוריאה וחומצת שתן, כמו גם אמוניום וניטריטים שונים, הנלקחים בחשבון כאשר לבצע את המחקרים האקולוגיים והסביבתיים השונים המאפשרים לנו לדעת בדיוק רב מהי מידת הזמינות בה הוא נמצא להציג את זה ואת כל המשאבים החיוניים האחרים להתפתחות מיטבית של יצורים חיים, ולהפוך לידע החשוב ביותר של חקלאות מודרנית.

הפניות

מכס, ר. E., Vilela, M. ד. F., & Dos Reis Junior, F. ב. (2004). המחזורים הביו-גיאוכימיים הגדולים של הפלנטה.

Bustamante, M., Ometto, J., & Martinelli, L. ל. (2017). מגוון ביולוגי ומחזורים ביוגיאוכימיים. רד את השינויים האקלימיים, 189.

גלרדו, ג'יי. F., Santa Regina, I., & Hernandez, I. (1991). מחזורים ביו-גיאוכימיים במערכות אקולוגיות של יער: ייצור מול פירוק. מגוון ביולוגי. Ramón Areces Foundation, 269-271.

פוגיאני, פ. (1992). שינויים של שני מחזורים ביו-גיאוכימיים ביערות. מגזין מכון היערות, ד(3), 734-739.

וילה, סי. (1996). ביולוגיה. מהדורה 8. מקסיקו. מקגרו-היל.