Ciclul de fosfor și importanța



ciclu de fosfor este procesul prin care fosforul se deplasează prin roci, apă, sol și organisme. Acest ciclu, spre deosebire de alte cicluri biogeochimice, nu trece prin aer deoarece nu există mulți compuși gazoși bazați pe fosfor.

Rezerva principală de fosfor se găsește în apele râurilor, lacurilor și oceanelor (hidrosferă), dar și în sedimente și roci (litosferă). Fosforul este esențial pentru creșterea plantelor și a animalelor, precum și pentru microbii care locuiesc în sol, care se epuizează treptat în timp.

Principala funcție biologică a fosforului este să facă parte din biomolecule importante cum ar fi acizii nucleici (ADN și ARN), unele proteine ​​și lipide. De fapt, firele de ADN sunt formate prin legături de ester fosfat.

Fosfatul de calciu este de asemenea o componentă importantă pentru formarea oaselor și a dinților de mamifere. De asemenea, face parte din structura exoscheletului insectelor, membranele fosfolipidelor celulare și a multor metaboliți importanți, cum ar fi ATP.

Ciclul de fosfor este un proces extrem de lent, deoarece fosforul rămâne pentru o lungă perioadă de timp în roci și sedimente. Ploaia și eroziunea ajută la spălarea fosforului din roci, în timp ce în sol materia organică absoarbe fosforul care va fi folosit pentru diferite procese biologice.

La fel ca toate ciclurile biogeochimice, nu există nici un început sau un sfârșit al ciclului de fosfor și cu siguranță nu există o singură direcție de mișcare. Ciclurile pământului sunt rețele complexe în care resursele se mișcă în mai multe direcții.

index

  • 1 Etapele ciclului
  • 2 Importanța fosforului pentru ființele vii
    • 2.1 Limitarea nutrienților
    • 2.2 Formează ADN și ARN
    • 2.3 Transportul energiei
    • 2.4 Oferă structură membranelor celulare
    • 2.5 Este o parte din oase
    • 2.6 Participarea la homeostazie
    • 2.7 Reglează activitatea enzimatică
    • 2.8 Transmițător de semnal
  • 3 Impactul ființei umane asupra ciclului de fosfor
    • 3.1 Utilizarea îngrășămintelor
    • 3.2 Eutrofizarea
    • 3.3 Apa uzată și utilizarea detergenților
  • 4 Referințe

Etapele ciclului

- În timp, ploaia și vântul erodează rocile, provocând eliberarea ionilor fosfați și a altor minerale. Acest fosfat anorganic este distribuit în sol și apă.

- Plantele utilizează fosfatul anorganic din sol prin rădăcinile sale; astfel încorporează fosfații în moleculele lor biologice (acizi nucleici și proteine), permițând astfel creșterea și dezvoltarea lor.

- Plantele pot fi consumate de animale erbivore. Odată ce aceștia intră în organism, moleculele care conțin fosfor sunt degradate și reintroduse în moleculele organice ale organismului erbivor.

- Animalele erbivore pot fi consumate de carnivore și astfel transferă atomii de fosfor la nivelul următor al lanțului trofic. Fosfații care au fost absorbiți de aceste animale sunt returnați în sol prin excreție.

- Când planta sau animalul moare, țesuturile sale sunt descompuse de un alt grup de organisme descompuse. Acești microbi degradează rămășițele și, în acest fel, fosfatul organic este returnat în sol.

- Fosforul din sol poate ajunge în diferite corpuri de apă și în cele din urmă se termină în ocean. Odată ajuns acolo, poate fi încorporat în organisme acvatice sau sedimentar pentru perioade lungi de timp.

Importanța fosforului pentru ființele vii

Limitarea nutrienților

Ca și carbonul, oxigenul, hidrogenul și azotul, fosforul este un nutrient limitator pentru toate formele de viață, ceea ce înseamnă că potențialul de creștere a unui organism este limitat de disponibilitatea acestui nutrient vital.

Conformă ADN și ARN

Fosforul face parte din structura ADN și ARN. Forma dublă a helixului de ADN este posibilă numai pentru că moleculele de fosfat formează o punte de ester fosfat care se leagă de helixul dublu.

Transportul energiei

Fosforul este, de asemenea, necesar pentru transportul energiei în celule, este o parte fundamentală a moleculelor de stocare a energiei, cum ar fi ATP, ADP, PIB, printre altele.

Oferă structură membranelor celulare

Fosforul asigură structura membranelor celulare. Componenta fundamentală a membranelor biologice sunt moleculele numite fosfolipide, care sunt formate din diferite tipuri de lipide atașate la grupările fosfat.

Este o parte din oase

Fosforul se găsește în oase sub formă de fosfat de calciu și îi conferă rigiditatea. Este de asemenea prezentă în smalțul dinților mamiferelor și în exoschetul de insecte.

Participarea la homeostazie

Fosforul funcționează și în menținerea homeostaziei. Unii compuși pe bază de fosfor sunt tampoane importante; adică, ele ajută la menținerea echilibrului dintre acizi și baze (pH) din organism.

Reglează activitatea enzimatică

Fosforul reglează activitatea enzimelor.Multe enzime importante în metabolism sunt activate (sau dezactivate) prin adăugarea de grupări fosfat.

Transmițător de semnale

Fosforul este, de asemenea, esențial pentru transmiterea semnalelor în interiorul celulelor.

Impactul ființei umane asupra ciclului de fosfor

Ființa umană a interacționat cu mediul său și a influențat multe procese naturale, inclusiv ciclul de fosfor. Activitățile umane modifică ciclul de fosfor prin adăugarea mai multor fosforuri în locuri în care fosforul era puțin disponibil în trecut.

Utilizarea îngrășămintelor

Deoarece fosfații sunt destul de limitate în sol, în mod natural, practicile agricole moderne implică adesea aplicarea de îngrășăminte care conțin fosfați anorganici.

Atunci când fosforul este adăugat foarte frecvent la un ecosistem, o mare parte din acest fosfor se pierde deoarece este spălat rapid cu ploi și irigații.

Prin urmare, excesul de fosfor ajunge să fie transportat în corpurile de apă (râuri, mări și oceane) printr-un proces numit scurgere.

eutrofizare

Nutrienții spălați prin scurgere se acumulează în corpurile de apă, determinând creșterea exponențială a algelor și a planctonului. Acest proces este cunoscut sub numele de eutrofizare.

Proliferarea acestor organisme provoacă scăderea rapidă a oxigenului disponibil, ceea ce duce la afectarea tuturor celorlalte specii din ecosistem.

Acest fenomen a fost observat în micile ecosisteme, cum ar fi iazurile unor ferme, dar și în corpuri uriașe de apă, cum ar fi Marea Baltică. 

Apa uzată și utilizarea detergenților

O altă sursă importantă de fosfor provine din apele uzate și din detergenți. Ambele sfârșesc prin turnarea grupurilor lor fosfatice în corpurile de apă, crescând astfel procesul de eutrofizare.

referințe

  1. Begon, M., Townsend, C. și Harper, J. (2006). Ecologie: de la indivizi la ecosisteme (Ediția a 4-a). Blackwell Publishing.
  2. Chapman, J. și Reiss, M. (1999). Ecologie: Principii și aplicații (Ediția a 2-a). Cambridge University Press.
  3. Enger, E., Ross, F. și Bailey, D. (2007). Concepte în biologie (Ediția a 12-a). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Chimia mediului (Ediția a 8-a). CRC Press.
  5. Miller, G. și Spoolman, S. (2007). Știința mediului: probleme, conexiuni și soluții (Ediția a 12-a). Învățarea în învățământ
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Subiecte din microbiologie ecologică și de mediu (Prima ediție). Academic Press.
  7. Solomon, E., Berg, L. și Martin, D. (2004). biologie (A șaptea ediție) Învățarea în domeniul educației.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Biologie: Unitatea și diversitatea vieții (Rev. ed.). Învățarea în învățământ
  9. Whalen, J. și Sampedro, L. (2010). Sol, ecologie și management (1st). CABI.