Zuurstof-, stikstof- en koolstofcycli

Zuurstofcyclus:

Zuurstof is een zeer belangrijk bestanddeel van lucht en is nodig om in leven te blijven.
Zuurstof neemt deel aan veel fundamentele reacties om het leven in stand te houden, het is de uiteindelijke acceptor van elektronen in de ademhalingsketen die de maximale energieleverancier is in aërobe organismen (zij zijn degenen die verbruiken) zuurstof).

Fotosynthese is het fundamentele proces waarmee planten hun eigen voedsel produceren (dat wil zeggen, ze zijn autotrofen). Om fotosynthese uit te voeren, vangen chloroplasten (in groene planten) koolstofdioxide op (wat bevat zuurstof en koolstof) uit de omgeving, water, en tot slot, met behulp van enzymen en lichtenergie, produceren: zuurstof en glucose.
De zuurstof geproduceerd in fotosynthese komt naar buiten in de vorm van gas en is wat zich in de lucht bevindt. Het wordt geïntroduceerd door alle aërobe organismen, waar het de ademhalingsketen binnengaat als een laatste elektronenacceptor. om water te vormen dat oxidatiewater wordt genoemd en wordt geëlimineerd door levende wezens in zweet, urine, tranen enz. Kooldioxide (dat ook zuurstof bevat) is het product van aërobe katabole reacties en wordt uitgestoten door aërobe organismen en gerecycled door planten op de hierboven beschreven manier.

Deze zuurstof, die in de lucht zit, wordt ook door de mens gebruikt bij zijn reacties op verbranding, die, zoals eerder gezien, kooldioxide produceert dat ook wordt gerecycled in de fotosynthese.

Op deze manier is er een constante circulatie van zuurstof en een soort symbiose tussen de organismen die zuurstof inademen en de planten, waar de organismen aeroben gebruiken zuurstof uit planten voor hun metabolisme en produceren koolstofdioxide dat door planten wordt gebruikt om zuurstof te produceren en voedingsstoffen.

Cyclus van stikstof

Natuurlijk cyclisch proces waarbij stikstof in de bodem wordt opgenomen en deel gaat uitmaken van levende organismen voordat het terugkeert naar de atmosfeer. Stikstof, een essentieel onderdeel van aminozuren, is een basiselement van het leven. Het wordt aangetroffen in een aandeel van 79% in de atmosfeer, maar gasvormige stikstof moet worden omgezet in een chemisch bruikbare vorm voordat het door levende organismen kan worden gebruikt. Dit wordt bereikt door de stikstofkringloop, waarbij gasvormige stikstof wordt omgezet in ammoniak of nitraten. De energie die wordt bijgedragen door zonnestralen en kosmische straling dient om stikstof en gasvormige zuurstof in nitraten, die door regenval. Biologische fixatie, verantwoordelijk voor het grootste deel van het stikstofomzettingsproces, wordt geproduceerd door de werking van vrije stikstofbindende bacteriën, symbiotische bacteriën die leven op plantenwortels (vooral peulvruchten en elzen), blauwalgen, bepaalde korstmossen en bosepifyten tropisch
De stikstof- gefixeerd in de vorm van ammoniak en nitraten, wordt het direct door planten opgenomen en in hun weefsels opgenomen in de vorm van plantaardige eiwitten. Stikstof reist vervolgens door de voedselketen van planten naar herbivoren en van daaruit naar carnivoren. Wanneer planten en dieren sterven, worden stikstofverbindingen afgebroken waarbij ammoniak wordt geproduceerd, een proces dat ammonificatie wordt genoemd. Een deel van deze ammoniak wordt teruggewonnen door planten; de rest lost op in het water of blijft in de bodem, waar micro-organismen het omzetten in nitraten of nitrieten in een proces dat nitrificatie wordt genoemd. Nitraten kunnen worden opgeslagen in ontbindende humus of door uitspoeling uit de bodem verdwijnen en in beken en meren worden weggespoeld. Een andere mogelijkheid is om door denitrificatie om te zetten in stikstof en terug te keren naar de atmosfeer.

In natuurlijke systemen wordt de stikstof die verloren gaat door denitrificatie, uitspoeling, erosie en dergelijke vervangen door het fixatieproces en andere stikstofbronnen. Antropische (menselijke) inmenging in de stikstofcyclus kan echter leiden tot minder stikstof in de cyclus of tot overbelasting van het systeem. Intensieve teelt, oogst en kap van bossen hebben bijvoorbeeld geleid tot een daling van het stikstofgehalte in de bodem (een deel van de verliezen in agrarische gebieden kunnen alleen worden gecompenseerd door middel van kunstmatige stikstofmeststoffen, wat hoge kosten met zich meebrengt energiek). Aan de andere kant, uitspoeling van stikstof uit overbemeste landbouwgrond, willekeurige kap van bossen, dierlijk afval en water Reststoffen hebben te veel stikstof toegevoegd aan aquatische ecosystemen, waardoor de waterkwaliteit achteruit gaat en overmatige groei van algen. Bovendien komt stikstofdioxide in de atmosfeer vrij door uitlaatgassen van auto's en thermische centrales ontleden en reageren met andere luchtverontreinigende stoffen waardoor smog ontstaat fotochemisch.

Koolstof cyclus

Hierdoor stroomt energie door het terrestrische ecosysteem. De basiscyclus begint wanneer planten door fotosynthese gebruik maken van koolstofdioxide (CO₂) aanwezig in de atmosfeer of opgelost in water. Een deel van deze koolstof wordt onderdeel van plantenweefsels in de vorm van koolhydraten, vetten en eiwitten; de rest wordt via ademhaling teruggevoerd naar de atmosfeer of het water. Zo gaat koolstof over op herbivoren die planten eten en daarbij koolstofverbindingen gebruiken, herschikken en afbreken. Veel ervan komt vrij in de vorm van CO₂ door ademhaling, als een bijproduct van het metabolisme, maar een deel wordt opgeslagen in dierlijke weefsels en gaat over naar carnivoren, die zich voeden met herbivoren. Uiteindelijk worden alle koolstofverbindingen afgebroken door ontleding en komt koolstof vrij als CO.₂, die weer door planten wordt gebruikt.

• Blijf lezen: Koolstof.