- Kas ir bioģeoķīmiskie cikli?
- Bioģeoķīmisko ciklu veidi
- Bioģeoķīmisko ciklu nozīme
- Slāpekļa cikls
- Oglekļa cikls
- Fosfora cikls
Mēs izskaidrojam, kādi ir bioģeoķīmiskie cikli vai vielu cikli un kādi veidi pastāv. Oglekļa, fosfora un slāpekļa cikls.
Bioģeoķīmiskie cikli ir vielas pārvietošanas ķēdes.Kas ir bioģeoķīmiskie cikli?
To sauc par bioģeoķīmiskiem cikliem vai vielu cikliem uz apmaiņas ķēdēm ķīmiskie elementi starp dzīvām būtnēm un vide kas tos ieskauj, izmantojot virkni transportēšanas, ražošanas un sadalīšanās procesu. Tās nosaukums cēlies no prefiksi grieķu bio, "dzīve un ģeo, "Zeme".
Bioģeoķīmiskajos ciklos dažādas formas dzīvi (augu, dzīvnieku, mikroskopiski u.c.), kā neorganiskus dabas elementus un savienojumus (lietus, vēji utt.). Tas ir mūžīgs pārvietošanās vielu no vienas vietas uz otru, kas ļauj pārstrādāt barības vielas, kas pieejamas biosfēra.
Ar "uzturvielām" mēs saprotam visus tos elementus vai molekulas kuru klātbūtne organismā a Dzīvā būtne ir būtiska jūsu nepārtrauktībai esamību un pavairošana no viņa sugas. Uzturvielas parasti sastāv no aptuveni 31 un 40 dažādiem ķīmiskiem elementiem, un atkarībā no sugas gan barības vielas, gan tās veidojošie elementi ir nepieciešami dažādos veidos. proporcijas. Šīs barības vielas var būt dažāda veida:
- Makroelementi. Tās klātbūtne organismā dažādos savienojumos veido aptuveni 95% no masa no visiem dzīvajiem organismiem. Tie sastāv no oglekļa, skābekļa, ūdeņraža, slāpekļa, sēra, kalcija, nātrija, hlorīda, kālija un fosfora. Tās ir barības vielas, kas lielākā daudzumā ir jebkuras dzīvas būtnes organismā.
- Mikroelementi. Tās klātbūtne dzīvo būtņu ķermenī ir būtiska, bet mazākumā. Tie sastāv no dzelzs, varš, cinks, jods un A vitamīns.
- Enerģisks. Tie ir tie, kurus dzīvo būtņu organisms izmanto, lai iegūtu Enerģija kas nepieciešami dzīvībai svarīgu funkciju veikšanai. Piemēram, aminoskābes un tauki.
- Strukturāls. Tie ir tie, kas veido dzīvo būtņu organisma uzbūvi un ļauj tām augt. Piemēram, olbaltumvielas, fosforu, kalciju un dažus lipīdus.
- Regulatori Viņi kontrolē daudzu organismā notiekošo reakciju attīstību. Galvenās ir vitamīni, nātrijs un kālijs.
- Nav būtiski. Tos var sintezēt dzīvo būtņu organisms. Tie nav pilnīgi svarīgi ķermeņa funkcionēšanai.
- Būtiski Tos nevar sintezēt dzīvo būtņu organisms, tāpēc tie neizbēgami ir jāizņem no vide. Piemēram, neaizvietojamās aminoskābes un taukskābes.
Bioģeoķīmiskie cikli atšķiras atkarībā no iesaistītā elementa īpašībām un tāpēc ietver arī dažādas dzīvības formas.
Bioģeoķīmisko ciklu veidi
Ir vairāki bioģeoķīmisko ciklu veidi:
- Hidroloģiskais. Tie, kuros ūdens cikls vai hidroloģiskais cikls, kas kalpo kā elementu transportēšanas līdzeklis no vienas vietas uz citu. Šajā kategorijā var iekļaut pašu ūdens ciklu.
- Gāzveida. Tie, kuros atmosfēra cikla ķīmisko elementu, piemēram, slāpekļa, skābekļa un oglekļa cikla, transportēšanai.
- Nogulumieži. Tie, kuros ķīmiskā elementa transportēšana notiek sedimentācijas ceļā, tas ir, tā lēni uzkrāšanās un apmaiņas ceļā. Zemes garoza, tāpat kā fosfora cikls.
Bioģeoķīmisko ciklu nozīme
Bioģeoķīmiskie cikli ir atbildīgi par vitāli svarīgo ķīmisko elementu pārstrādi, pretējā gadījumā tie tiktu izsmelti, kā rezultātā dzīve uz planētas nebūtu iespējama.
Šajā ziņā bioģeoķīmiskie cikli ir dažādi mehānismi, ar kuru palīdzību dabu tai ir jācirkulē matērija no dažām dzīvām būtnēm uz citām, tādējādi ļaujot vienmēr pieejamai noteiktai robežai.
Neviena no barības vielām, kas nepieciešama dzīvai būtnei, tajā nebūs mūžīgi. Visi ir jāatgriež vidē, lai citi tos varētu izmantot atkārtoti.
Slāpekļa cikls
Slāpekļa cikls ir centrālais, jo tas veido daudzas biomolekulas.Slāpekļa cikls ir viens no galvenajiem bioģeoķīmiskiem cikliem, kurā mikroorganismiem prokarioti (baktērijas) un augi Viņi savos ķermeņos fiksē slāpekli, vienu no galvenajām atmosfēras gāzēm. Tas ir nepieciešams dažādiem savienojumiem organismā dzīvnieki, ieskaitot cilvēks.
Ciklu var apkopot šādi:
- Dažas baktērijas savos ķermeņos piesaista gāzveida slāpekli (N2) no atmosfēras, veidojot ar to organiskas molekulas, kuras var izmantot augi, piemēram, amonjaku (NH3).
- Augi izmanto šīs slāpekļa molekulas un nodod tās caur saviem audiem uz zālēdāji dzīvnieki un šie caur saviem audiem uz gaļēdāji dzīvnieki un šie viņiem plēsoņa, viscauri barības ķēde.
- Galu galā dzīvās būtnes atdod slāpekli augsnē vai nu ar urīnu (bagāts ar amonjaku), vai arī tad, kad tās mirst un sadalās baktērijas, kas fiksē ar slāpekli bagātās molekulas, izlaižot slāpekli atpakaļ atmosfērā. gāzveida stāvoklis.
Oglekļa cikls
Oglekļa cikls ir vissvarīgākais un sarežģītākais no bioģeoķīmiskiem cikliem, jo visa zināmā dzīvība bez izņēmuma sastāv no savienojumiem, kas iegūti no šī elementa. Turklāt šis cikls ietver galvenos procesus vielmaiņas augiem un dzīvniekiem: fotosintēze un elpošana.
Ciklu var rezumēt šādi:
- Atmosfēru veido ievērojams apjoms oglekļa dioksīds (CO2). Augi un aļģes to uztver un fotosintēzes ceļā pārvērš cukuros (glikozē), šim nolūkam izmantojot saules enerģija. Tādā veidā viņi iegūst enerģiju un var augt. Savukārt tie atmosfērā izdala skābekli (O2).
- Papildus skābekļa iegūšanai elpošanas procesos dzīvnieki piekļūst ogleklim no augu audiem, lai savukārt varētu augt un vairoties. Gan dzīvnieki, gan augi, mirstot, nodrošina ES parasti ogleklis viņu ķermeņos, kas nogulumu procesos (īpaši okeāna dibenā, kur ogleklis arī izšķīst ūdenī) pārvēršas dažādās fosilijās un minerālvielas.
- Ogleklis fosilā vai minerālā stāvoklī var noturēties miljoniem gadu zem zemes garozas, piedzīvojot transformācijas, kas izmet vielas, kas ir tikpat atšķirīgas kā minerālās ogles, Nafta vai dimanti. Šī lieta atkal parādīsies, pateicoties erozija, izvirdumi un jo īpaši cilvēku darbs: ekspluatācija fosilais kurināmais, cementa ieguve un citi nozares kas atmosfērā izdala tonnas CO2 gan plkst okeāns kā arī uz zemi, papildus citiem šķidriem un cietiem atkritumiem, kas bagāti ar oglekli.
- No otras puses, dzīvnieki elpojot pastāvīgi izdala CO2. Citi enerģētiskie procesi, piemēram, fermentācija vai sadalīšanās organisks materiāls tie rada CO2 vai citas ar oglekli bagātas gāzes, piemēram, metānu (CH4), kas arī nonāk atmosfērā.
Fosfora cikls
The fosfora cikls Tas ir pēdējais un vissarežģītākais no galvenajiem bioģeoķīmiskajiem cikliem, jo fosfors ir bagātīgs elements zemes garozā minerālu formā, bet dzīvām būtnēm tas ir nepieciešams, lai gan mērenā daudzumā. Fosfors ir daļa no tādiem vitāli svarīgiem savienojumiem kā DNS un RNS, un tā ciklu var rezumēt šādi:
- Fosfors nāk no sauszemes minerāliem, kas, iedarbojoties uz erozija (saule, vējš, ūdens) tiek izlaistas un transportētas uz dažādām ekosistēmas. Cilvēku ieguves darbība var veicināt arī šo posmu, lai gan ne vienmēr labvēlīgā vides veidā.
- Ar fosforu bagātie ieži nodrošina augus ar barības vielām, kas fiksē fosforu to audos un atkal nodod to citiem dzīvnieku dzīvības veidiem. barības ķēde. Savukārt dzīvnieki lieko fosforu atdod augsnē defekācijas un līķu sadalīšanās ceļā, uzturot fosforu ciklā starp dzīvām būtnēm.
- Taču fosfors nonāk arī jūrā, kur to fiksē aļģes un nodod dzīvniekiem. Šajā gadījumā elements lēnām nogulsnējas jūras gultnē, kur dažādi nogulumu procesi liks tam atgriezties iežos, kas vēlāk ļoti lēnā un ļoti ilgā ģeoloģiskā procesā tiks atsegti un atkal nodrošinās ar fosforu. biosfēra.