- Wat zijn biogeochemische cycli?
- Soorten biogeochemische cycli
- Belang van biogeochemische cycli
- Cyclus van stikstof
- Koolstof cyclus
- Fosforcyclus
We leggen uit wat de biogeochemische cycli of cycli van materie zijn en welke soorten er bestaan. De koolstof-, fosfor- en stikstofcyclus.
Biogeochemische cycli zijn de verplaatsingscircuits van materie.Wat zijn biogeochemische cycli?
Het staat bekend als biogeochemische cycli of cycli van materie naar de uitwisselingscircuits van chemische elementen tussen levende wezens en de omgeving die hen omringt, door een reeks transport-, productie- en ontbindingsprocessen. De naam komt van de voorvoegsels Grieks bio, "leven en geo-, "Aarde".
In biogeochemische cycli zijn de verschillende vormen van leven (plantaardig, dierlijk, microscopisch, enz.), als anorganische natuurlijke elementen en verbindingen (regens, winden, enz.). Het is een eeuwigdurende verplaatsing van de ene plaats naar de andere, waardoor de voedingsstoffen die beschikbaar zijn in de biosfeer.
Met "voedingsstoffen" bedoelen we al die elementen of moleculen wiens aanwezigheid in het organisme van a Levend wezen is essentieel voor de continuïteit van uw bestaan en de reproductie van zijn soorten. Voedingsstoffen zijn meestal samengesteld uit ongeveer 31 en 40 verschillende chemische elementen en, afhankelijk van de soort, zijn zowel de voedingsstoffen als de elementen waaruit ze bestaan in verschillende proporties. Deze voedingsstoffen kunnen van verschillende typen zijn:
- Macronutriënten. Zijn aanwezigheid in het lichaam in zijn verschillende verbindingen vormt ongeveer 95% van de massa- van alle levende organismen. Ze bestaan uit koolstof, zuurstof, waterstof, stikstof, zwavel, calcium, natrium, chloride, kalium en fosfor. Het zijn de voedingsstoffen die in grotere hoeveelheden in het organisme van elk levend wezen aanwezig zijn.
- Micronutriënten. Zijn aanwezigheid in het lichaam van levende wezens is essentieel, maar een minderheid. Ze zijn gemaakt van ijzer, koper, zink, jodium en vitamine A.
- Energiek. Het zijn diegene die het organisme van levende wezens gebruikt om de Energie nodig om vitale functies uit te voeren. Bijvoorbeeld aminozuren en vetten.
- Structureel. Zij zijn degenen die de structuur van het organisme van levende wezens vormen en hun groei mogelijk maken. Bijvoorbeeld, eiwit, fosfor, calcium en sommige lipiden.
- regelgevers Ze beheersen de evolutie van vele reacties die in het lichaam plaatsvinden. De belangrijkste zijn: vitamines, natrium en kalium.
- Niet essentieel. Ze kunnen worden gesynthetiseerd door het organisme van levende wezens. Ze zijn niet helemaal essentieel voor het functioneren van het lichaam.
- Essentieel Ze kunnen niet worden gesynthetiseerd door het organisme van levende wezens, dus moeten ze onvermijdelijk worden geëxtraheerd uit de omgeving. Bijvoorbeeld essentiële aminozuren en vetzuren.
Biogeochemische cycli variëren afhankelijk van de eigenschappen van het betrokken element en omvatten daarom ook verschillende levensvormen.
Soorten biogeochemische cycli
Er zijn verschillende soorten biogeochemische cycli:
- Hydrologisch. Die waarin de waterfiets of hydrologische cyclus, die dient als transportmiddel voor de elementen van de ene plaats naar de andere. De waterkringloop zelf kan in deze categorie worden opgenomen.
- gasvormig. Die waarin de atmosfeer voor het transport van de chemische elementen van de kringloop, zoals de stikstof-, zuurstof- en koolstofkringloop.
- Sedimentair. Die waarin het transport van het chemische element plaatsvindt door sedimentatie, dat wil zeggen door de langzame accumulatie en uitwisseling in de aardkorst, zoals de fosforcyclus.
Belang van biogeochemische cycli
Biogeochemische cycli zijn verantwoordelijk voor het recyclen van de vitale chemische elementen, anders zouden ze uitgeput raken waardoor leven op de planeet onmogelijk zou zijn.
In die zin zijn biogeochemische cycli de verschillende mechanismen waarmee de natuur het moet materie van sommige levende wezens naar andere circuleren, zodat er altijd een zekere marge beschikbaar is.
Geen van de voedingsstoffen die een levend wezen nodig heeft, zal er voor altijd in zitten. Ze moeten allemaal worden teruggegeven aan het milieu, zodat ze door anderen kunnen worden hergebruikt.
Cyclus van stikstof
De stikstofkringloop staat centraal omdat deze veel biomoleculen vormt.De stikstofcyclus is een van de belangrijkste biogeochemische cycli, waarin: micro-organismen prokaryoten (bacteriën) en de planten Ze fixeren stikstof, een van de belangrijkste gassen in de atmosfeer, in hun lichaam. Het is essentieel voor verschillende verbindingen in het lichaam van dieren, inclusief de mens.
De cyclus kan als volgt worden samengevat:
- Bepaalde bacteriën binden gasvormige stikstof (N2) uit de atmosfeer in hun lichaam en vormen daarmee organische moleculen die door planten kunnen worden gebruikt, zoals ammoniak (NH3).
- Planten profiteren van deze stikstofmoleculen en geven ze via hun weefsels door aan de herbivore dieren en deze door hun weefsels naar de vleesetende dieren en deze aan hun roofdieren, door de voedselketen.
- Uiteindelijk brengen levende wezens stikstof terug in de bodem, hetzij via urine (rijk aan ammoniak), hetzij wanneer ze sterven en worden afgebroken door bacteriën, die de stikstofrijke moleculen fixeren, waardoor de stikstof in de atmosfeer weer vrijkomt gasvormige toestand.
Koolstof cyclus
De koolstofcyclus is de belangrijkste en meest complexe van de biogeochemische cycli, aangezien al het bekende leven zonder uitzondering is samengesteld uit verbindingen die van dit element zijn afgeleid. Daarnaast omvat deze cyclus de hoofdprocessen metabolisch van planten en dieren: de fotosynthese en de ademen.
De cyclus kan als volgt worden samengevat:
- De atmosfeer bestaat uit een aanzienlijk volume van kooldioxide (CO2). Planten en algen vangen het op en zetten het door middel van fotosynthese om in suikers (glucose), waarbij ze de zonne energie. Zo krijgen ze energie en kunnen ze groeien. In ruil daarvoor geven ze zuurstof (O2) af aan de atmosfeer.
- Naast het verkrijgen van zuurstof tijdens hun ademhalingsprocessen, hebben dieren toegang tot koolstof uit plantenweefsels, om op hun beurt in staat te zijn om te groeien en zich voort te planten. Zowel dieren als planten, wanneer ze sterven, zorgen voor de ik meestal de koolstof in hun lichaam die door sedimentaire processen (vooral op de oceaanbodem, waar koolstof ook in water wordt opgelost), wordt omgezet in verschillende fossielen en mineralen.
- Koolstof in zijn fossiele of minerale staat kan miljoenen jaren onder de aardkorst blijven bestaan en transformaties ondergaan die materie zo verschillend afstoten als minerale steenkool, Aardolie of diamanten. Deze zaak komt weer boven water dankzij de erosie, de uitbarstingen en vooral menselijke arbeid: de uitbuiting van fossiele brandstoffen, de extractie van cement en andere industrieën die tonnen CO2 in de atmosfeer afgeven, zowel bij oceaan evenals voor de aarde, naast andere vloeibare en vaste afvalstoffen die rijk zijn aan koolstof.
- Aan de andere kant geven dieren constant CO2 af als ze ademen. Andere energieprocessen zoals: fermentatie of de ontbinding van de organisch materiaal ze genereren CO2 of genereren andere koolstofrijke gassen, zoals methaan (CH4) die ook in de atmosfeer terechtkomen.
Fosforcyclus
De fosforcyclus: Het is de laatste en meest complexe van de belangrijkste biogeochemische cycli, aangezien fosfor een overvloedig element in de aardkorst is, in minerale vorm, maar dat levende wezens in wezen nodig hebben, zij het in matige hoeveelheden. Fosfor maakt deel uit van vitale verbindingen zoals: DNA en de RNA, en de cyclus kan als volgt worden samengevat:
- Fosfor is afkomstig van terrestrische mineralen, die door de werking van de erosie (zonnewind, water) worden vrijgegeven en getransporteerd naar verschillende ecosystemen. Menselijke mijnbouwactiviteiten kunnen ook aan deze fase bijdragen, hoewel niet noodzakelijk op een positieve manier voor het milieu.
- Rotsen die rijk zijn aan fosfor leveren voedingsstoffen aan planten, die fosfor in hun weefsels fixeren en, nogmaals, doorgeven aan andere vormen van dierlijk leven via de voedselketen. Op hun beurt brengen de dieren de overtollige fosfor terug in de bodem door middel van ontlasting en de ontbinding van hun karkassen, waardoor de fosfor in een kringloop binnen de kringloop tussen levende wezens blijft.
- Fosfor bereikt echter ook de zee, waar het door algen wordt gefixeerd en op dieren wordt overgedragen. In dit geval wordt het element langzaam afgezet op de zeebodem, waar het door verschillende sedimentaire processen terugkeert naar de rotsen die later, in een zeer langzaam en zeer lang geologisch proces, zullen worden blootgesteld en opnieuw fosfor zullen leveren aan de biosfeer.