Цикли кисню, азоту та вуглецю

Кисневий цикл

Кисень є дуже важливою складовою повітря, і він необхідний для підтримки життя.
Кисень бере участь у багатьох фундаментальних реакціях для підтримання життя, він є остаточним акцептором електронів у дихальний ланцюг, який є максимальним постачальником енергії в аеробних організмах (вони споживають кисень).

Фотосинтез - це основний процес, за допомогою якого рослини виробляють власну їжу (тобто вони є автотрофами). Для проведення фотосинтезу хлоропласти (у зелених рослин) захоплюють вуглекислий газ (який містить кисень і вуглець) з навколишнього середовища, води і, нарешті, за допомогою ферментів та світлової енергії, виробляти: кисень і глюкоза.
кисень що утворюється в процесі фотосинтезу виходить у вигляді газу і знаходиться в повітрі. Його вводять усі аеробні організми, де він потрапляє в дихальний ланцюг як кінцевий акцептор електронів. утворювати воду, яка називається водою окислення і виводиться живими істотами з потом, сечею, сльозами тощо Вуглекислий газ (який також містить кисень) є продуктом аеробних катаболічних реакцій і витісняється аеробними організмами і переробляється рослинами способом, як це було показано вище.

Цей кисень, який міститься в повітрі, людина також використовує у своїх реакціях згоряння, яке, як було видно раніше, утворює вуглекислий газ, який також переробляється в фотосинтез.

Таким чином, відбувається постійна циркуляція кисню і своєрідний симбіоз між організмами, які дихають киснем, і рослинами, де організми аероби використовують кисень з рослин для свого метаболізму і виробляють вуглекислий газ, який використовується рослинами для виробництва кисню і поживні речовини.

Кругообіг азоту

Природний циклічний процес, в ході якого азот вбудовується в грунт і стає частиною живих організмів перед поверненням в атмосферу. Азот, необхідна частина амінокислот, є основним елементом життя. Він міститься в атмосфері в 79%, але газоподібний азот повинен бути перетворений у хімічно придатну форму, перш ніж його можна використовувати живим організмам. Це досягається за рахунок кругообігу азоту, при якому газоподібний азот перетворюється на аміак або нітрати. Енергія, яку вносять сонячні промені та космічне випромінювання, служить для поєднання азоту та газоподібний кисень у нітрати, які виносяться на земну поверхню опадів. Біологічна фіксація, відповідальна за більшу частину процесу перетворення азоту, виробляється під дією вільних азотфіксуючих бактерій, симбіотичні бактерії, що живуть на коренях рослин (особливо бобових та вільхах), синьо-зелених водоростях, деяких лишайниках та лісових епіфітах тропічний
азоту закріплений у формі аміаку та нітратів, він поглинається безпосередньо рослинами та входить у їхні тканини у вигляді рослинних білків. Потім азот рухається по харчовому ланцюгу від рослин до рослиноїдних, а звідти - до м’ясоїдних. Коли рослини і тварини гинуть, азотисті сполуки розщеплюються, утворюючи аміак - процес, який називається амоніфікацією. Частина цього аміаку відновлюється рослинами; решта розчиняється у воді або залишається в ґрунті, де мікроорганізми перетворюють її в нітрати або нітрити в процесі, який називається нітрифікацією. Нітрати можуть зберігатися в розкладається гумусі або зникати з ґрунту вимиванням, вимиваючись у струмки та озера. Інша можливість полягає в перетворенні в азот за допомогою денітрифікації та поверненні в атмосферу.

У природних системах азот, який втрачається в результаті денітрифікації, вилуговування, ерозії тощо, замінюється процесом фіксації та іншими джерелами азоту. Однак антропне (людське) втручання в цикл азоту може призвести до меншої кількості азоту в циклі або до перевантаження системи. Наприклад, інтенсивне обробіток, заготівля та вирубка лісів спричинили зменшення вмісту азоту в ґрунті (деякі Втрати на сільськогосподарських територіях можна компенсувати лише за допомогою штучних азотних добрив, що вимагають великих витрат енергійний). З іншого боку, вимивання азоту із надмірно удобрених сільськогосподарських угідь, безліч вирубок лісів, відходів тваринництва та води Залишки додали занадто багато азоту у водні екосистеми, спричиняючи зниження якості води та стимулюючи надмірне зростання водорості. Крім того, діоксид азоту, що виділяється в атмосферу автомобільними вихлопами і теплові електростанції розкладаються та реагують з іншими забруднювачами атмосфери, спричинюючи смог фотохімічна.

Вуглецевий цикл

Через нього енергія протікає через земну екосистему. Основний цикл починається, коли рослини в процесі фотосинтезу використовують вуглекислий газ (CO₂) присутні в атмосфері або розчинені у воді. Частина цього вуглецю стає частиною рослинних тканин у вигляді вуглеводів, жирів і білків; решта повертається в атмосферу або воду за допомогою дихання. Таким чином, вуглець переходить до рослиноїдних, які харчуються рослинами, і тим самим використовують, переставляють та розкладають сполуки вуглецю. Значна частина його виділяється у вигляді CO₂ шляхом дихання, як побічний продукт метаболізму, але частина зберігається в тканинах тварин і переходить до м’ясоїдних, які харчуються рослиноїдними. Зрештою, всі сполуки вуглецю розщеплюються при розкладанні, і вуглець виділяється у вигляді СО.₂, який знову використовується рослинами.

• Продовжуйте читати: Вуглець.