Циклы кислорода, азота и углерода

Кислородный цикл

Кислород - очень важный компонент воздуха, необходимый для поддержания жизни.
Кислород участвует во многих фундаментальных реакциях поддержания жизни, он является конечным акцептором электронов в дыхательная цепь, которая является максимальным поставщиком энергии у аэробных организмов (это те, которые потребляют кислород).

Фотосинтез - это фундаментальный процесс, с помощью которого растения производят себе пищу (то есть они являются автотрофами). Для фотосинтеза хлоропласты (в зеленых растениях) улавливают углекислый газ (который содержит кислород и углерод) из окружающей среды, воды и, наконец, с помощью ферментов и световой энергии, производить: кислород и глюкоза.
В кислород образуется в процессе фотосинтеза, выходит в виде газа и содержится в воздухе. Он вводится всеми аэробными организмами, где он входит в дыхательную цепь в качестве конечного акцептора электронов. с образованием воды, называемой окислительной водой, которая выводится живыми существами с потом, мочой, слезами. и т.п. Двуокись углерода (которая также содержит кислород) является продуктом аэробных катаболических реакций, выводится аэробными организмами и перерабатывается растениями, как показано выше.

Этот кислород, который содержится в воздухе, также используется человеком в его реакциях. сгорание, которое, как было замечено ранее, производит диоксид углерода, который также рециркулирует в фотосинтез.

Таким образом, существует постоянная циркуляция кислорода и своего рода симбиоз между организмами, которые дышат кислородом, и растениями, в которых организмы аэробы используют кислород растений для своего метаболизма и производят углекислый газ, который используется растениями для производства кислорода и питательные вещества.

Цикл азота

Естественный циклический процесс, в ходе которого азот попадает в почву и становится частью живых организмов, прежде чем вернуться в атмосферу. Азот, неотъемлемая часть аминокислот, является основным элементом жизни. Его содержание в атмосфере составляет 79%, но газообразный азот должен быть преобразован в химически пригодную для использования форму, прежде чем он может быть использован живыми организмами. Это достигается за счет азотного цикла, в котором газообразный азот превращается в аммиак или нитраты. Энергия, обеспечиваемая солнечными лучами и космическим излучением, служит для объединения азота и газообразный кислород в нитраты, которые переносятся на поверхность земли осадки. Биологическая фиксация, ответственная за большую часть процесса превращения азота, производится под действием свободных азотфиксирующих бактерий, симбиотические бактерии, обитающие в корнях растений (особенно бобовых и ольхе), сине-зеленых водорослях, некоторых лишайниках и лесных эпифитах тропический
В азот фиксированный в виде аммиака и нитратов, он поглощается непосредственно растениями и включается в их ткани в виде растительных белков. Затем азот перемещается по пищевой цепочке от растений к травоядным, а оттуда к плотоядным. Когда растения и животные умирают, азотистые соединения распадаются с образованием аммиака - процесс, называемый аммификацией. Часть этого аммиака восстанавливается растениями; остальная часть растворяется в воде или остается в почве, где микроорганизмы превращают ее в нитраты или нитриты в процессе, называемом нитрификацией. Нитраты могут храниться в разлагающемся гумусе или исчезать из почвы при выщелачивании, смываясь в ручьи и озера. Другая возможность - превратиться в азот посредством денитрификации и вернуться в атмосферу.

В естественных системах азот, который теряется в результате денитрификации, выщелачивания, эрозии и т.п., заменяется процессом фиксации и другими источниками азота. Однако антропное (человеческое) вмешательство в круговорот азота может привести к уменьшению количества азота в круговороте или к перегрузке системы. Например, интенсивное выращивание, заготовка и вырубка лесов привели к снижению содержания азота в почве (некоторые из убытки на сельскохозяйственных территориях можно компенсировать только за счет искусственных азотных удобрений, которые требуют больших затрат энергичный). С другой стороны, выщелачивание азота из чрезмерно удобренных сельскохозяйственных угодий, беспорядочная рубка леса, отходы животноводства и вода. Остатки добавили слишком много азота в водные экосистемы, что привело к ухудшению качества воды и стимулированию чрезмерного роста растений. водоросли. Кроме того, диоксид азота, выбрасываемый в атмосферу с автомобильными выхлопами и тепловые электростанции разлагаются и реагируют с другими атмосферными загрязнителями, вызывая смог фотохимический.

Углеродный цикл

Через него энергия течет через земную экосистему. Основной цикл начинается, когда растения в процессе фотосинтеза используют углекислый газ (CO₂) присутствуют в атмосфере или растворены в воде. Часть этого углерода становится частью тканей растений в виде углеводов, жиров и белков; остальное возвращается в атмосферу или воду через дыхание. Таким образом, углерод передается травоядным животным, которые поедают растения и, таким образом, используют, перестраивают и разлагают углеродные соединения. Большая часть его выделяется в виде CO.₂ при дыхании, как побочный продукт метаболизма, но часть накапливается в тканях животных и переходит к плотоядным, которые питаются травоядными животными. В конечном итоге все соединения углерода распадаются, и углерод выделяется в виде CO.₂, который снова используется растениями.

• Продолжай читать: Углерод.