אנו מסבירים מהו מחזור החנקן, מהם שלביו וחשיבותו. כמו כן, מחזור החנקן במים.
מחזור החנקן כולל את כל היצורים החיים, האדמה והאטמוספרה.מהו מחזור החנקן?
מחזור החנקן הוא המעגל הביוגאוכימי המספק חנקן ל יצורים חיים ושומר אותו במחזור ב ביוספירה. חנקן המהווה חלק מהאטמוספרה בצורה של N2 אינו יכול לשמש בעלי חיים וה צמחים ומסיבה זו יש צורך במנגנון להמרת N2 לצורות שמישות. מנגנון זה אחראי על חלקם בַּקטֶרִיָה. לפיכך, מחזור החנקן מורכב מתהליכים ביוטיקה י אביוטי. יון האמוניום (NH4 +) ויון החנקתי (NO3–) מהווים כמה מהמצגים החשובים ביותר (הניתנים לשימוש על ידי בעלי חיים וצמחים) של יסוד זה במחזור, כמו גם חנקן דו-אטומי ב מצב גזי (N2).
זה אחד מה מחזורים ביו-גיאוכימיים הכי חשוב לאיזון של חַיִים מאז חנקן (N) הוא א יסוד כימי שופע ביותר בהרכב של חומר אורגני ובאטמוספירה של כדור הארץ (78% מנפחו).
במחזור זה הרמות השונות של יצורים חיים קשורים זה בזה, אוטוטרופים י הטרוטרופים, הזעיר אורגניזמים מתפרקים של חומר אורגני, והנפח העצום של חנקן ב אַטמוֹספֵרָה.
ניתן לסכם את מחזור החנקן כך:
- קיבוע חנקן. חנקן אטמוספרי הופך לתחמוצות חנקן על ידי פעולת ברק, מה שמסייע לשילובו לתוך קרקעות. מצד שני, יסוד גזי זה מקובע על ידי חיידקים ופרוקריוטים אחרים באמצעות תהליכים מטבולי מגוון, שהופכים אותו לתרכובות שמישות שונות, כגון אמוניה (NH3) ויון אמוניום (NH4 +). אלה מיקרואורגניזמים ניתן למצוא באדמה וב מים, או כמו סימביוטים של הצמחים. אמר מולקולות חנקן משמש את הצמחים, המרכיבים איתם מולקולות אורגניות שונות.
- העברה לבעלי חיים. לפי הסדר של ה שרשרת המזון, החנקן בצמחים עובר אל חיות אוכלות עשב ולאחר מכן ל טורפים, מתפשט בין החוליות השונות של פירמידת המזון. עודף חנקן נפלט מגופם דרך השתן, העשיר באמוניה, ובכך חוזר לאדמה להמשך המחזור.
- ניטריפיקציה. אמונית קרקע משתן בעלי חיים או מפעולת קיבוע חיידקים משמשת מזון לסוגים אחרים של מיקרואורגניזמים מחנקים, כלומר הם מפרקים אמוניה ומחמצנים אותה לניטריטים (NO2–), ואז ניטריטים מתחמצנים לחנקות (NO3–).
- פירוק דניטריפי. תרכובות אלו, בתורן, משמשות כמזון לסוגים אחרים של פרוקריוטים, והפעם מונעות חילוף חומרים דניטריפי, כלומר, הן מפרקות יוני ניטריט וחנקה, ומקבלות אֵנֶרְגִיָה לחיות ולשחרר חנקן בחזרה לאטמוספירה במצב גזי, כדי שהמחזור יוכל להתחיל מחדש.
חשיבות מחזור החנקן
מחזור החנקן הוא מעגל חיוני לקיומם של חיים כפי שאנו מכירים אותם, שכן צורות חיים כגון בעלי חיים, צמחים ואפילו בן אדם איננו מסוגלים לתקן חנקן מצורתו הגזי (N2), למרות שאנו זקוקים לו מאוד כדי לייצר חומצות אמינו, חֶלְבּוֹן, חומצות גרעין י DNA.
מסיבה זו, אנו תלויים במניפולציה של גז על ידי צורות חיים אחרות, שאינן פחות חשובות כי הן אינן מיקרוסקופיות. כך מגיע אלינו חנקן דרך שרשרת ארוכה של העברה.
מחזור חנקן במים
מחזור החנקן אינו משתנה במידה רבה כאשר הוא מתרחש במים, כלומר על פני השטח של אגמים, ימים ונהרות. חנקן יכול להיכנס למים על ידי נגר, כתוצאה מהשימוש בו בדשנים תוצרת אדם או טבעיים. במקרים אחרים הוא מועבר בשרשראות טרופיות ימיות, בהן מתערבים בעלי חיים ימיים ויבשתיים רבים (במקרה של האכלה מחיות מים).
בכל מקרה, זרם זה של חומרים אורגניים חנקניים מתחלק בין השונים חיות טרף, מותיר שאריות של חומר חנקני על קרקעית האוקיינוס, שם הוא מפורק על ידי סוגים שונים של מיקרואורגניזמים. לפיכך, המחזור המיקרוסקופי בין ניטריפיקציה לדניטריפיה חוזר על עצמו וגז החנקן משתחרר בחזרה לאטמוספירה.