Cykle tlenu, azotu i węgla

Cykl tlenowy

Tlen jest bardzo ważnym składnikiem powietrza i jest niezbędny do utrzymania życia.
Tlen uczestniczy w wielu fundamentalnych reakcjach podtrzymujących życie, jest ostatecznym akceptorem elektronów w łańcuch oddechowy, który jest maksymalnym dostawcą energii w organizmach tlenowych (to te, które zużywają) tlen).

Fotosynteza to podstawowy proces, w którym rośliny wytwarzają własne pożywienie (to znaczy są autotrofami). W celu przeprowadzenia fotosyntezy chloroplasty (w roślinach zielonych) wychwytują dwutlenek węgla (który zawiera tlen i węgiel) ze środowiska, wody, wreszcie przy użyciu enzymów i energii świetlnej, produkować: tlen i glukoza.
tlen wytworzony w fotosyntezie wychodzi w postaci gazu i jest tym, co znajduje się w powietrzu. Jest wprowadzany przez wszystkie organizmy tlenowe, gdzie wchodzi do łańcucha oddechowego jako końcowy akceptor elektronów. do tworzenia wody, która nazywa się wodą oksydacyjną i jest eliminowana przez żywe istoty w pocie, moczu, łzach itp. Dwutlenek węgla (który zawiera również tlen) jest produktem tlenowych reakcji katabolicznych i jest wydalany przez organizmy tlenowe i zawracany przez rośliny w sposób przedstawiony powyżej.

Ten tlen, który znajduje się w powietrzu, jest również wykorzystywany przez człowieka w jego reakcjach spalanie, które, jak widzieliśmy wcześniej, wytwarza dwutlenek węgla, który jest również zawracany do fotosynteza.

W ten sposób istnieje stały obieg tlenu i swoista symbioza między organizmami oddychającymi tlenem a roślinami, gdzie organizmy tlenowce wykorzystują tlen z roślin do metabolizmu i produkują dwutlenek węgla, który jest wykorzystywany przez rośliny do produkcji tlenu i składniki odżywcze.

Cykl azotu

Naturalny, cykliczny proces, w trakcie którego azot jest wbudowywany w glebę i staje się częścią żywych organizmów przed powrotem do atmosfery. Azot, niezbędna część aminokwasów, jest podstawowym elementem życia. Występuje w 79% w atmosferze, ale gazowy azot musi zostać przekształcony w chemicznie użyteczną formę, zanim będzie mógł być wykorzystany przez żywe organizmy. Osiąga się to poprzez cykl azotowy, w którym azot gazowy jest przekształcany w amoniak lub azotany. Energia dostarczana przez promienie słoneczne i promieniowanie kosmiczne służy do łączenia azotu i tlen gazowy w azotany, które są wciągane na powierzchnię ziemi przez opad deszczu. Wiązanie biologiczne, odpowiedzialne za większość procesu konwersji azotu, powstaje w wyniku działania wolnych bakterii wiążących azot, bakterie symbiotyczne żyjące w korzeniach roślin (zwłaszcza strączkowych i olchach), sinice, niektóre porosty i epifity leśne tropikalny
azot utrwalony w postaci amoniaku i azotanów jest bezpośrednio wchłaniany przez rośliny i wbudowywany w ich tkanki w postaci białek roślinnych. Azot następnie przemieszcza się w górę łańcucha pokarmowego, od roślin do roślinożerców, a stamtąd do mięsożerców. Kiedy umierają rośliny i zwierzęta, związki azotu rozkładają się, wytwarzając amoniak, w procesie zwanym amonifikacją. Część tego amoniaku jest odzyskiwana przez rośliny; reszta rozpuszcza się w wodzie lub pozostaje w glebie, gdzie mikroorganizmy przekształcają ją w azotany lub azotyny w procesie zwanym nitryfikacją. Azotany mogą być magazynowane w rozkładającej się próchnicy lub znikać z gleby poprzez wymywanie, spłukiwane do strumieni i jezior. Inną możliwością jest konwersja do azotu poprzez denitryfikację i powrót do atmosfery.

W systemach naturalnych azot tracony w wyniku denitryfikacji, ługowania, erozji itp. jest zastępowany procesem wiązania i innymi źródłami azotu. Antropiczna (ludzka) ingerencja w cykl azotowy może jednak prowadzić do mniejszej ilości azotu w cyklu lub do przeciążenia systemu. Na przykład intensywna uprawa, wycinka i wycinka lasów spowodowały spadek zawartości azotu w glebie (niektóre straty na terenach rolniczych można zastąpić jedynie sztucznymi nawozami azotowymi, co wiąże się z dużym wydatkiem energetyczny). Z drugiej strony wypłukiwanie azotu z nadmiernie nawożonych gruntów rolnych, masowa wycinka lasów, odchody zwierzęce i woda Osady dodały zbyt dużo azotu do ekosystemów wodnych, powodując spadek jakości wody i stymulując nadmierny wzrost glony. Ponadto dwutlenek azotu uwalniany do atmosfery przez spaliny samochodowe i Elektrownie cieplne rozkładają się i reagują z innymi zanieczyszczeniami atmosferycznymi wywołując smog fotochemiczny.

Obieg węgla

Dzięki niemu energia przepływa przez ekosystem lądowy. Podstawowy cykl rozpoczyna się, gdy rośliny poprzez fotosyntezę wykorzystują dwutlenek węgla (CO₂) obecne w atmosferze lub rozpuszczone w wodzie. Część tego węgla staje się częścią tkanek roślinnych w postaci węglowodanów, tłuszczów i białek; reszta powraca do atmosfery lub wody poprzez oddychanie. W ten sposób węgiel przechodzi do roślinożerców, którzy jedzą rośliny, a tym samym wykorzystują, przegrupowują i rozkładają związki węgla. Wiele z nich jest uwalnianych w postaci CO₂ przez oddychanie, jako produkt uboczny metabolizmu, ale część jest magazynowana w tkankach zwierzęcych i przechodzi do zwierząt mięsożernych, które żywią się roślinożercami. Ostatecznie wszystkie związki węgla są rozkładane przez rozkład, a węgiel jest uwalniany jako CO.₂, który jest ponownie używany przez rośliny.

• Czytaj dalej: Węgiel.