- ما هي الدورات البيوجيوكيميائية؟
- أنواع الدورات البيوجيوكيميائية
- أهمية الدورات البيوجيوكيميائية
- دورة النيتروجين
- دورة الكربون
- دورة الفوسفور
نفسر ما هي الدورات البيوجيوكيميائية أو دورات المادة وما هي الأنواع الموجودة. دورة الكربون والفوسفور والنيتروجين.
الدورات البيوجيوكيميائية هي دوائر إزاحة المادة.ما هي الدورات البيوجيوكيميائية؟
يُعرف باسم الدورات البيوجيوكيميائية أو دورات المادة لدوائر التبادل العناصر الكيميائية بين الكائنات الحية و بيئة التي تحيط بهم ، من خلال سلسلة من عمليات النقل والإنتاج والتحلل. يأتي اسمها من البادئات اليونانية السيرة الذاتية، "الحياة و الجغرافي، "الارض".
في الدورات البيوجيوكيميائية ، فإن الأشكال المختلفة لـ الحياة (نباتية ، حيوانية ، مجهرية ، إلخ) ، كعناصر ومركبات طبيعية غير عضوية (أمطار ، رياح ، إلخ). إنه دائم الإزاحة من مكان إلى آخر ، مما يسمح بإعادة تدوير العناصر الغذائية المتوفرة في المحيط الحيوي.
من خلال "العناصر الغذائية" نعني كل تلك العناصر أو الجزيئات الذي وجوده في الكائن الحي كائن حي ضروري لاستمرارية وجود و ال التكاثر منه أنواع. تتكون المغذيات عادة من ما يقرب من 31 و 40 عنصرًا كيميائيًا مختلفًا ، واعتمادًا على الأنواع ، هناك حاجة إلى كل من العناصر الغذائية والعناصر التي تتكون منها بشكل مختلف. النسب. يمكن أن تكون هذه العناصر الغذائية من أنواع مختلفة:
- المغذيات الكبيرة المقدار. يشكل وجوده في الجسم بمركباته المختلفة حوالي 95٪ من الجماعية لجميع الكائنات الحية. تتكون من الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين والكبريت والكالسيوم والصوديوم والكلوريد والبوتاسيوم والفوسفور. إنها العناصر الغذائية الموجودة بكميات أكبر في الكائن الحي لأي كائن حي.
- المغذيات الدقيقة. وجودها في جسد الكائنات الحية أمر ضروري ، لكنها أقلية. تتكون من الحديد نحاسوالزنك واليود وفيتامين أ.
- نشيط. هم تلك التي يستخدمها كائن الكائنات الحية للحصول على طاقة اللازمة للقيام بالوظائف الحيوية. على سبيل المثال ، الأحماض الأمينية و الدهون.
- الهيكلي. هم أولئك الذين يشكلون هيكل الكائن الحي للكائنات الحية ويسمحون بنموهم. فمثلا، بروتينوالفوسفور والكالسيوم وبعض الدهون.
- المنظمين يتحكمون في تطور العديد من التفاعلات التي تحدث في الجسم. أهمها الفيتاميناتوالصوديوم والبوتاسيوم.
- غير اساسي. يمكن تصنيعها بواسطة كائن الكائنات الحية. إنها ليست حيوية تمامًا لعمل الجسم.
- أساسى لا يمكن تصنيعها بواسطة كائن حي للكائنات الحية ، لذلك لا بد من استخلاصها من بيئة. على سبيل المثال ، الأحماض الأمينية الأساسية والأحماض الدهنية.
تختلف الدورات البيوجيوكيميائية وفقًا لخصائص العنصر المعني ، وبالتالي تتضمن أشكالًا مختلفة من الحياة أيضًا.
أنواع الدورات البيوجيوكيميائية
هناك عدة أنواع من الدورات البيوجيوكيميائية:
- الهيدرولوجية. تلك التي دورة المياه أو الدورة الهيدرولوجية ، والتي تعمل كعامل نقل للعناصر من مكان إلى آخر. يمكن تضمين دورة المياه نفسها في هذه الفئة.
- الغازي. تلك التي أجواء لنقل العناصر الكيميائية للدورة مثل النيتروجين والأكسجين ودورة الكربون.
- رسوبية. تلك التي يحدث فيها انتقال العنصر الكيميائي عن طريق الترسيب ، أي من خلال تراكمه وتبادله البطيئين في القشرة الارضية، مثل دورة الفوسفور.
أهمية الدورات البيوجيوكيميائية
الدورات البيوجيوكيميائية هي المسؤولة عن العناصر الكيميائية الحيوية التي يتم إعادة تدويرها ، وإلا فإنها ستستنفد بسبب الحياة على هذا الكوكب ستكون مستحيلة.
بهذا المعنى ، فإن الدورات البيوجيوكيميائية هي الآليات المختلفة التي من خلالها طبيعة سجية يجب أن تقوم بتوزيع المادة من بعض الكائنات الحية إلى أخرى ، وبالتالي السماح بهامشًا معينًا ليكون متاحًا دائمًا.
لن تكون أي من العناصر الغذائية التي يحتاجها الكائن الحي بداخله إلى الأبد. يجب إعادة كل شيء إلى البيئة حتى يمكن إعادة استخدامها من قبل الآخرين.
دورة النيتروجين
تعتبر دورة النيتروجين مركزية لأنها تشكل العديد من الجزيئات الحيوية.دورة النيتروجين هي واحدة من الدورات البيوجيوكيميائية الرئيسية ، وفيها الكائنات الدقيقة بدائيات النوى (بكتيريا) و ال النباتات يقومون بتثبيت النيتروجين ، أحد الغازات الرئيسية في الغلاف الجوي ، في أجسامهم. من الضروري لمركبات مختلفة في الجسم الحيوانات، بما في ذلك كائن بشري.
يمكن تلخيص الدورة على النحو التالي:
- تقوم بكتيريا معينة بإصلاح النيتروجين الغازي (N2) من الغلاف الجوي في أجسامها ، مكونة معها جزيئات عضوية يمكن أن تستخدمها النباتات ، مثل الأمونيا (NH3).
- تستفيد النباتات من هذه الجزيئات النيتروجينية وتنقلها عبر أنسجتها إلى الحيوانات العاشبة وهذه من خلال أنسجتها إلى الحيوانات المفترسة وهذه لهم الحيوانات المفترسة، خلال ال سلسلة غذائية.
- في النهاية ، تعيد الكائنات الحية النيتروجين إلى التربة ، إما عن طريق البول (غني بالأمونيا) ، أو عندما تموت وتتحلل بفعل ذلك. بكتيريا، والتي تثبت الجزيئات الغنية بالنيتروجين ، وتطلق النيتروجين مرة أخرى في الغلاف الجوي الحالة الغازية.
دورة الكربون
تعتبر دورة الكربون هي الأهم والأكثر تعقيدًا في الدورات البيوجيوكيميائية ، حيث تتكون كل أشكال الحياة المعروفة بدون استثناء من المركبات المشتقة من هذا العنصر. بالإضافة إلى ذلك ، تتضمن هذه الدورة العمليات الرئيسية الأيض النباتات والحيوانات: البناء الضوئي و ال عمليه التنفس.
يمكن تلخيص الدورة على النحو التالي:
- يتكون الغلاف الجوي من حجم كبير من نشبع (ثاني أكسيد الكربون). تلتقطه النباتات والطحالب وتحوله إلى سكريات (جلوكوز) من خلال عملية التمثيل الضوئي ، وذلك باستخدام طاقة شمسية. بهذه الطريقة يحصلون على الطاقة ويمكنهم النمو. في المقابل يطلقون الأكسجين (O2) في الغلاف الجوي.
- بالإضافة إلى الحصول على الأكسجين أثناء عمليات التنفس ، تصل الحيوانات إلى الكربون من الأنسجة النباتية ، حتى تتمكن بدورها من النمو والتكاثر. كل من الحيوانات والنباتات ، عند الموت ، توفر انا عادة الكربون الموجود في أجسامهم والذي ، من خلال العمليات الرسوبية (خاصة في قاع المحيط ، حيث يذوب الكربون أيضًا في الماء) ، يتم تحويله إلى أحافير مختلفة و المعادن.
- يمكن أن يستمر الكربون في حالته الأحفورية أو المعدنية لملايين السنين تحت قشرة الأرض ، ويخضع لتحولات تتخلص من مادة مختلفة مثل الفحم المعدني ، البترول أو الماس. سيعود هذا الأمر إلى الظهور بفضل التعرية، ال الانفجارات وخاصة العمل البشري: استغلال الوقود الحفريواستخراج الاسمنت وغيرها الصناعات التي تطلق أطنانًا من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي على حد سواء محيط وكذلك على الأرض ، بالإضافة إلى النفايات السائلة والصلبة الأخرى الغنية بالكربون.
- من ناحية أخرى ، تطلق الحيوانات ثاني أكسيد الكربون باستمرار عندما تتنفس. عمليات الطاقة الأخرى مثل التخمير أو تحلل مواد عضوية أنها تولد ثاني أكسيد الكربون أو تولد غازات أخرى غنية بالكربون ، مثل الميثان (CH4) التي تذهب أيضًا إلى الغلاف الجوي.
دورة الفوسفور
ال دورة الفوسفور إنها الأخيرة والأكثر تعقيدًا من الدورات البيوجيوكيميائية الرئيسية ، حيث أن الفوسفور عنصر وفير في قشرة الأرض ، في شكل معدني ، لكن الكائنات الحية تتطلبه بشكل أساسي ، وإن كان بكميات معتدلة. الفوسفور هو جزء من المركبات الحيوية مثل الحمض النووي و ال RNA، ويمكن تلخيص دورتها على النحو التالي:
- الفوسفور يأتي من المعادن الأرضية ، والتي من خلال عمل التعرية (الطاقة الشمسية ، الرياح ، ماء) يتم تحريرها ونقلها إلى مختلف النظم البيئية. يمكن أن تساهم أعمال التعدين البشري في هذه المرحلة أيضًا ، وإن لم يكن بالضرورة بطريقة بيئية إيجابية.
- توفر الصخور الغنية بالفوسفور العناصر الغذائية للنباتات ، والتي تعمل على تثبيت الفوسفور في أنسجتها ، ومرة أخرى ، تنقله إلى أشكال أخرى من الحياة الحيوانية من خلال سلسلة غذائية. بدورها ، تعيد الحيوانات الفسفور الزائد إلى التربة من خلال التغوط وتحلل جيفها ، مما يحافظ على الفوسفور في دورة داخل الدورة بين الكائنات الحية.
- ومع ذلك ، يصل الفسفور أيضًا إلى البحر ، حيث يتم تثبيته بواسطة الطحالب وينتقل إلى الحيوانات. في هذه الحالة ، يترسب العنصر ببطء في قاع البحر ، حيث ستجعله مختلف العمليات الرسوبية يعود إلى الصخور التي ، في وقت لاحق ، في عملية جيولوجية بطيئة جدًا وطويلة جدًا ، ستتعرض وستوفر مرة أخرى الفوسفور إلى الصخور. المحيط الحيوي.