- מהם מחזורים ביו-גיאוכימיים?
- סוגי מחזורים ביוגיאוכימיים
- חשיבותם של מחזורים ביו-גיאוכימיים
- מחזור של חנקן
- מחזור הפחמן
- מחזור זרחן
אנו מסבירים מהם המחזורים הביו-גיאוכימיים או מחזורי החומר ואילו סוגים קיימים. מחזור הפחמן, הזרחן והחנקן.
מחזורים ביו-גיאוכימיים הם מעגלי העקירה של החומר.מהם מחזורים ביו-גיאוכימיים?
זה ידוע בתור מחזורים ביו-גיאוכימיים או מחזורי חומר למעגלי החלפה של יסודות כימיים בין יצורים חיים לבין סביבה המקיף אותם, באמצעות סדרה של תהליכי הובלה, ייצור ופירוק. שמו בא מה קידומות יווני ביו, "חיים ו גיאוגרפי, "כדור הארץ".
במחזורים ביו-גיאוכימיים, הצורות השונות של חַיִים (ירקות, בעלי חיים, מיקרוסקופיים וכו'), כיסודות ותרכובות טבעיות אנאורגניות (גשמים, רוחות וכו'). זה מתמיד תְזוּזָה של חומר ממקום אחד למשנהו, המאפשר מיחזור של חומרים מזינים הזמינים ב ביוספירה.
ב"חומרי הזנה" אנו מתכוונים לכל אותם אלמנטים או מולקולות שנוכחותו באורגניזם של א יצור חי חיוני להמשכיות שלך קִיוּם וה שִׁעתוּק מ _ שלו מִין. חומרים מזינים מורכבים בדרך כלל מכ-31 ו-40 יסודות כימיים שונים, ובהתאם למין, יש צורך גם בחומרי המזון וגם היסודות המרכיבים אותם פרופורציות. חומרים מזינים אלה יכולים להיות מסוגים שונים:
- מקרונוטריינטים. נוכחותו בגוף בתרכובותיו השונות מהווה כ-95% מה מסה מכל היצורים החיים. הם מורכבים מפחמן, חמצן, מימן, חנקן, גופרית, סידן, נתרן, כלוריד, אשלגן וזרחן. הם החומרים המזינים שבכמות גדולה יותר נמצאים באורגניזם של כל יצור חי.
- מיקרו-נוטריינטים. נוכחותו בגוף של יצורים חיים היא חיונית, אך מיעוט. הם מורכבים מברזל, נְחוֹשֶׁת, אבץ, יוד וויטמין A.
- נִמרָץ. הם אלה שהאורגניזם של יצורים חיים משתמש בהם כדי להשיג את אֵנֶרְגִיָה הכרחי לביצוע פונקציות חיוניות. לדוגמה, חומצות אמינו ו שומנים.
- מִבנִי. הם אלו היוצרים את המבנה של האורגניזם של יצורים חיים ומאפשרים את צמיחתם. לדוגמה, חֶלְבּוֹן, זרחן, סידן וכמה שומנים.
- רגולטורים הם שולטים בהתפתחות של תגובות רבות המתרחשות בגוף. העיקריים שבהם ויטמינים, נתרן ואשלגן.
- לא חיוני. הם יכולים להיות מסונתזים על ידי האורגניזם של יצורים חיים. הם אינם חיוניים לחלוטין לתפקוד הגוף.
- חִיוּנִי לא ניתן לסנתז אותם על ידי האורגניזם של יצורים חיים, ולכן בהכרח יש לחלץ אותם מה סביבה. למשל, חומצות אמינו וחומצות שומן חיוניות.
מחזורים ביו-גיאוכימיים משתנים בהתאם לתכונות היסוד המעורב ולכן מערבים גם צורות חיים שונות.
סוגי מחזורים ביוגיאוכימיים
ישנם מספר סוגים של מחזורים ביו-גיאוכימיים:
- הידרולוגי. אלה שבהם ה מחזור מים או מחזור הידרולוגי, המשמש כסוכן הובלה של היסודות ממקום אחד למשנהו. ניתן לכלול את מחזור המים עצמו בקטגוריה זו.
- גזי. אלה שבהם ה אַטמוֹספֵרָה להובלת היסודות הכימיים של המחזור, כמו מחזור החנקן, החמצן והפחמן.
- מִשׁקָעִי. אלה שבהם ההובלה של היסוד הכימי מתרחשת על ידי שקיעה, כלומר על ידי הצטברותו וההחלפה האיטית שלו קרום כדור הארץ, כמו מחזור הזרחן.
חשיבותם של מחזורים ביו-גיאוכימיים
מחזורים ביו-גיאוכימיים אחראים למיחזור היסודות הכימיים החיוניים, אחרת הם היו מתרוקנים, עקב כך החיים על פני כדור הארץ יהיו בלתי אפשריים.
במובן זה, מחזורים ביו-גיאוכימיים הם המנגנונים השונים שבאמצעותם טֶבַע הוא צריך להזרים חומר מיצורים חיים מסוימים לאחרים, ובכך לאפשר מרווח מסוים להיות זמין תמיד.
אף אחד מהחומרים התזונתיים שיצור חי דורש לא יהיה בתוכו לנצח. יש להחזיר את כולם לסביבה כדי שאחרים יוכלו לעשות בהם שימוש חוזר.
מחזור של חנקן
מחזור החנקן הוא מרכזי מכיוון שהוא יוצר ביומולקולות רבות.מחזור החנקן הוא אחד המחזורים הביו-גיאוכימיים העיקריים, שבו מיקרואורגניזמים פרוקריוטים (בַּקטֶרִיָה) וה צמחים הם מקבעים בגופם חנקן, אחד הגזים העיקריים באטמוספרה. זה חיוני עבור תרכובות שונות בגוף של בעלי חיים, כולל ה בן אדם.
ניתן לסכם את המחזור כך:
- חיידקים מסוימים מקבעים בגופם חנקן גזי (N2) מהאטמוספירה, ויוצרים איתו מולקולות אורגניות שיכולות לשמש צמחים, כמו אמוניה (NH3).
- צמחים מנצלים את המולקולות החנקניות הללו ומעבירים אותן דרך הרקמות שלהם אל חיות אוכלות עשב ואלה דרך רקמותיהם אל חיות טורפות ואלה להם חיות טרף, לאורך ה שרשרת המזון.
- בסופו של דבר, יצורים חיים מחזירים חנקן לאדמה, בין אם באמצעות שתן (עשיר באמוניה), או כאשר הם מתים ומתפרקים על ידי בַּקטֶרִיָה, המקבעים את המולקולות העשירות בחנקן, ומשחררות את החנקן בחזרה לאטמוספירה פנימה מצב גזי.
מחזור הפחמן
מחזור הפחמן הוא החשוב והמורכב ביותר מבין המחזורים הביו-גיאוכימיים, שכן כל החיים המוכרים מורכבים ללא יוצא מן הכלל מתרכובות המופקות מיסוד זה. בנוסף, מחזור זה כולל את התהליכים העיקריים מטבולי של צמחים ובעלי חיים: ה פוטוסינתזה וה נְשִׁימָה.
ניתן לסכם את המחזור כך:
- האווירה מורכבת מנפח משמעותי של פחמן דו חמצני (CO2). צמחים ואצות לוכדים אותו וממירים אותו לסוכרים (גלוקוז) באמצעות פוטוסינתזה, ומשתמשים לשם כך ב אנרגיה סולארית. כך הם מקבלים אנרגיה ויכולים לצמוח. בתמורה הם משחררים חמצן (O2) לאטמוספירה.
- בנוסף להשגת חמצן במהלך תהליכי הנשימה שלהם, בעלי חיים ניגשים לפחמן מרקמות צמחיות, כדי בתורם להיות מסוגלים לגדול ולהתרבות. גם בעלי חיים וגם צמחים, כאשר מתים, מספקים את אני בדרך כלל הפחמן בגופם שבאמצעות תהליכי משקע (במיוחד בקרקעית האוקיינוס, שם גם מומס פחמן במים), הופך למאובנים שונים מינרלים.
- פחמן במצב המאובנים או המינרלי שלו יכול להחזיק מעמד מיליוני שנים מתחת לקרום כדור הארץ, לעבור טרנספורמציות שמפילות חומר שונה כמו פחם מינרלי, נֵפט או יהלומים. העניין הזה יתעורר מחדש הודות ל שְׁחִיקָה, ה התפרצויות ובמיוחד, עבודה אנושית: ניצול דלקים מאובנים, מיצוי מלט ואחרים תעשיות שמשחררים טונות של CO2 לאטמוספירה הן בשעה אוקיינוס כמו גם לכדור הארץ, בנוסף לפסולת נוזלית ומוצקה אחרת עשירה בפחמן.
- מצד שני, בעלי חיים משחררים כל הזמן CO2 כשהם נושמים. תהליכי אנרגיה אחרים כגון תְסִיסָה או הפירוק של ה חומר אורגני הם מייצרים CO2 או מייצרים גזים עשירים בפחמן אחרים, כמו מתאן (CH4) שגם נכנסים לאטמוספירה.
מחזור זרחן
ה מחזור זרחן זהו המחזור האחרון והמורכב ביותר מבין המחזורים הביו-גיאוכימיים העיקריים, שכן זרחן הוא יסוד שופע בקרום כדור הארץ, בצורת מינרל, אך יצורים חיים דורשים בעצם, אם כי בכמויות מתונות. זרחן הוא חלק מתרכובות חיוניות כמו DNA וה RNA, ואת המחזור שלו ניתן לסכם כך:
- זרחן מגיע ממינרלים יבשתיים, אשר על ידי פעולת ה שְׁחִיקָה (רוח סולארית, מים) משוחררים ומועברים למגוון מערכות אקולוגיות. פעולת כרייה אנושית יכולה לתרום גם לשלב זה, אם כי לא בהכרח בצורה סביבתית חיובית.
- סלעים עשירים בזרחן מספקים חומרי הזנה לצמחים, המקבעים זרחן ברקמותיהם ושוב, מעבירים אותו לצורות אחרות של חיי בעלי חיים באמצעות שרשרת המזון. בתורם, החיות מחזירות את הזרחן העודף לאדמה באמצעות עשיית צרכים ופירוק הפגרים שלהם, תוך שמירה על הזרחן במחזוריות בתוך המחזור בין יצורים חיים.
- עם זאת, הזרחן מגיע גם לים, שם הוא מקובע על ידי אצות ומועבר לבעלי חיים. במקרה זה, היסוד מושקע באיטיות על קרקעית הים, שם תהליכי משקעים שונים יגרמו לו לחזור לסלעים שבהמשך, בתהליך גיאולוגי איטי מאוד וארוך מאוד, ייחשפו ויספקו שוב זרחן לסלעים. ביוספירה.