Fosforcyklusstrin og betydning
den fosforcyklus er processen ved hvilken fosfor bevæger sig gennem klipper, vand, jord og organismer. Denne cyklus, i modsætning til andre biogeokemiske cyklusser, passerer ikke gennem luften, fordi der ikke er mange gasformige forbindelser baseret på fosfor.
Den største fosforreserve findes i floder, søer og oceaner (hydrokfæren), men også i sedimenter og klipper (litosfæren). Fosfor er afgørende for vækst af planter og dyr, såvel som for mikroberne, der befinder sig i jorden, som gradvist nedbrydes over tid.
Den vigtigste biologiske funktion af fosfor skal være en del af vigtige biomolekyler, såsom nukleinsyrer (DNA og RNA), nogle proteiner og lipider. Faktisk dannes DNA-strengene af phosphatesterbindinger.
Calciumphosphat er også en vigtig komponent til dannelse af pattedyrben og tænder. Ligeledes udgør den en del af strukturen af insekts exoskelet, membranerne af phospholipider af celler og af mange vigtige metabolitter såsom ATP.
Fosforcyklussen er en ekstremt langsom proces, da fosfor forbliver i lang tid i klipper og sedimenter. Regn og erosion hjælper med at vaske fosforet fra klipperne, mens det organiske stof i jorden absorberer fosforet, som vil blive anvendt til forskellige biologiske processer.
Ligesom alle biogeokemiske cyklusser er der ingen begyndelse eller ende af fosforcyklussen, og bestemt er der ikke en enkelt bevægelsesretning. Jordcykler er komplekse netværk, hvor ressourcerne bevæger sig i flere retninger.
indeks
- 1 stadier af cyklen
- 2 Betydningen af fosfor for levende væsener
- 2.1 Begrænsende næringsstof
- 2.2 Form DNA og RNA
- 2.3 Energitransport
- 2.4 Giver struktur til cellemembraner
- 2.5 Det er en del af knoglerne
- 2.6 Deltagelse i homeostase
- 2.7 Regulerer enzymatisk aktivitet
- 2.8 Signal sender
- 3 Virkningen af mennesket på fosforcyklusen
- 3.1 Brug af gødning
- 3.2 Eutrofiering
- 3.3 Spildevand og brug af vaskemidler
- 4 referencer
Faser af cyklen
- Over tid vil regn og vind ødelægge klipperne, hvilket forårsager frigivelse af fosfationer og andre mineraler. Dette uorganiske fosfat er fordelt i jord og vand.
- Planter tager uorganisk fosfat fra jorden gennem dets rødder; På denne måde inkorporerer de fosfaterne i deres biologiske molekyler (nukleinsyrer og proteiner) og tillader dermed deres vækst og udvikling.
- Planterne kan forbruges af planteædende dyr. Når de kommer ind i organismen, nedbrydes molekylerne indeholdende phosphoren og inkorporeres igen i de herbivorøse organismers organiske molekyler.
- De planteædende dyr kan forbruges af kødædende dyr, og på denne måde overfører fosforatomerne til næste niveau af trofekæden. De fosfater, der blev absorberet af disse dyr, returneres til jorden gennem udskillelse.
- Når planten eller dyret dør, nedbrydes dets væv af en anden gruppe af organismer, der kaldes nedbrydere. Disse mikrober nedbryder resterne, og på den måde returneres det organiske phosphat til jorden.
- Fosforet i jorden kan ende i forskellige vandområder og til sidst ende i havet. En gang der kan det inkorporeres i vandorganismer eller afregnes i lange perioder.
Betydningen af fosfor for levende væsener
Begrænsende næringsstof
Carbon, oxygen, hydrogen og nitrogen, phosphor er en begrænsende faktor for alle former for liv næringsstof, hvilket betyder, at potentialet for vækst af en organisme er begrænset af tilgængeligheden af denne vitale næringsstof.
Former DNA og RNA
Fosfor er en del af strukturen af DNA og RNA. Den dobbelte helixform af DNA er kun mulig, fordi phosphatmolekylerne danner en fosfatesterbro, der binder til dobbelthelixen.
Energitransport
Fosfor er også nødvendig til transport af energi i celler, det er en fundamental del af energilagringsmolekyler som f.eks. ATP, ADP, BNP..
Det giver struktur til cellemembraner
Fosfor giver struktur til cellemembraner. Den grundlæggende komponent i biologiske membraner er molekyler kaldet phospholipider, som dannes af forskellige typer lipider forbundet med phosphatgrupper.
Det er en del af knoglerne
Fosfor findes i knoglerne i form af calciumphosphat og giver den sin stivhed. Det er også til stede i emaljen af tænderne hos pattedyr og i eksoskeletonen af insekter.
Deltagelse i homeostase
Fosfor arbejder også i vedligeholdelsen af homeostase. Nogle phosphorbaserede forbindelser er vigtige buffere; det vil sige, de hjælper med at opretholde balancen mellem syrer og baser (pH) i kroppen.
Regulerer enzymatisk aktivitet
Fosfor regulerer enzymernes aktivitet. Mange vigtige enzymer i metabolisme aktiveres (eller deaktiveres) ved tilsætning af fosfatgrupper.
Signal sender
Fosfor er også afgørende for signaloverførsel inden for celler.
Virkningen af mennesket på fosforcyklusen
Mennesket har interageret med sit miljø og har påvirket mange naturlige processer, herunder fosforcyklussen. Menneskelige aktiviteter ændrer fosforcyklussen hovedsagelig ved at tilsætte mere fosfor til steder, hvor der tidligere var ringe tilgængelighed.
Brug af gødning
Fordi fosfater er ret begrænsede i jorden naturligt, involverer moderne landbrugspraksis ofte anvendelsen af gødninger indeholdende uorganiske fosfater.
Når fosfor tilsættes et økosystem meget ofte, går meget af dette fosfor tabt, fordi det hurtigt vaskes med regner og vanding.
Derfor ophører overskydende fosfor med at blive transporteret til vandkroppe (floder, hav og oceaner) gennem en proces kaldet afstrømning.
eutrofiering
Næringsstoffer, der vaskes af afløb, akkumuleres i vandlegemer, hvilket forårsager eksponentiel vækst af alger og plankton. Denne proces er kendt som eutrofiering.
Spredning af disse organismer medfører, at alt tilgængeligt ilt hurtigt bliver udtømt, hvilket ender med at påvirke alle andre arter i økosystemet.
Dette fænomen er blevet observeret i små økosystemer, som f.eks. Damme på nogle gårde, men også i store vandområder, som Østersøen..
Spildevand og brug af vaske- og rengøringsmidler
En anden vigtig kilde til fosfor kommer fra spildevand og vaskemidler. Begge ender flyder deres fosfatgrupper ind i vandkropperne og øger dermed eutrofieringsprocessen.
referencer
- Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Økologi: Fra enkeltpersoner til økosystemer (4. udgave). Blackwell Publishing.
- Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Økologi: Principper og applikationer (2. udgave). Cambridge University Press.
- Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Begreber i biologi (12. udgave). McGraw-Hill.
- Manahan, S. (2004). Miljøkemi (8. udgave). CRC Tryk.
- Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Miljøvidenskab: Problemer, forbindelser og løsninger (12. udgave). Cengage Learning.
- Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Emner i økologisk og miljømæssig mikrobiologi (1. udgave). Academic Press.
- Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7. udgave) Cengage Learning.
- Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Biologi: Livets enhed og mangfoldighed (Rev. ed.). Cengage Learning.
- Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Jord, økologi og ledelse (1st). CABI.