lovesouthernsocial.com

Ciclul biogeochimic al fosforului a suferit din ce în ce mai mult din cauza interferențelor umane

Pentru a înțelege cum funcționează ciclul fosforului, mai întâi trebuie să cunoașteți componenta sa principală: fosforul (P). Fosforul este un element chimic care reacționează foarte ușor cu ceilalți. Din acest motiv nu se găsește în mod natural fără a fi legat de un alt element. Este, de asemenea, una dintre cele mai esențiale componente ale naturii - ca să vă faceți o idee, se laudă pe locul doi (chiar în spatele calciului) în abundență în țesuturile umane.

Funcții în organism

În organisme, este, de asemenea, o componentă esențială a celulelor, fiind parte a moleculelor de ADN și ARN. Unele dintre funcțiile sale în organism sunt:

• să facă parte din structura oaselor și dinților (dându-le o mai mare soliditate);
• participă la reacții cu molecule organice formate din hidrogen, oxigen și carbon (numite carbohidrați);
• actioneaza asupra contractiei musculare.

Unii dintre principalii carbohidrați sunt glucoza, zaharoza, amidonul și celuloza.

Cel mai simplu

Ciclul biogeochimic (așa numit deoarece cuprinde atât partea chimică, geologică și biologică a ecosistemului) al fosforului este considerat unul dintre cele mai simple, iar acest lucru se datorează faptului că acest element nu se găsește în atmosferă, ci mai degrabă este în plus, constituent al rocilor scoarței terestre. Din acest motiv, ciclul său nu este clasificat ca fiind atmosferic, așa cum este cazul, de exemplu, cu ciclul azotului. În acest caz, este clasificat ca sedimentar.

Un alt motiv pentru care este considerat cel mai simplu ciclu biogeochimic este acela că singurul compus de fosfor care este cu adevărat important pentru ființele vii este fosfatul, compus din unirea a unui fosfor și a trei atomi de oxigen (PO43-).

Grupări fosfatice

În ceea ce privește celulele vii, o funcție importantă a grupărilor fosfat este rolul lor de depozit de energie. Această energie este stocată în legăturile chimice ale moleculelor de ATP, adenozin trifosfat, din metabolismul (sau descompunerea) moleculelor de carbohidrați; un proces care generează energie. Această energie stocată poate fi apoi transferată pentru a efectua orice proces celular.

Aceste aceleași grupări fosfat sunt, de asemenea, capabile să activeze și să dezactiveze enzimele celulare care catalizează diferite reacții chimice. Mai mult, fosforul este, de asemenea, important pentru formarea moleculelor numite fosfolipide, care sunt componentele majore ale membranelor celulare; membrane care inconjoara celulele la exterior, cu trei functii principale: acoperire, protectie si permeabilitatea selectiva (selecteaza ce substante intra si ies din celula).

Ciclul

Principalul rezervor de fosfor din natură sunt rocile, care sunt eliberate din ele doar prin intemperii. Intemperii este un ansamblu de fenomene (fie fizice, chimice sau biologice) care duc la descompunerea și modificarea compoziției chimice și mineralogice a rocilor, transformându-le în sol, eliberând fosfat.

Deoarece este un compus solubil, este transportat cu ușurință în râuri, lacuri și oceane prin procesul de leșiere (solubilizarea constituenților chimici ai unei roci, minerale sau sol prin acțiunea unui fluid, cum ar fi ploaia) sau este încorporat în organisme. în viaţă.

Această încorporare are loc, la plante, prin absorbția fosfatului prin sol. Ca atare, este folosit de organisme pentru a forma compuși de fosfat organic care sunt esențiali pentru viață (și de acum înainte numiți fosfat organic). În organismele animale, fosfatul intră prin aport direct de apă și bioamplificare (un proces în care concentrația unui compus crește de-a lungul lanțului trofic).

Descompunerea materiei organice de către organismele în descompunere face ca fosfatul organic să fie returnat în sol și apă în forma sa anorganică.

Microorganismele găsite în sol, la rândul lor, joacă un rol important în ciclul fosforului și disponibilitatea acestuia pentru plante prin următorii factori:

1. Încorporarea fosforului în materia organică microbiană;
2. Solubilizarea fosforului anorganic;
3. Asocierea dintre plante și ciuperci;
4. Mineralizarea fosforului organic.

Incorporarea fosforului in materia organica microbianaaatr

Când este încorporat în organismele vii, fosforul poate fi imobilizat, adică devine „prins”, iar în această perioadă ciclul acestor molecule este întrerupt. Eliberarea lui, pentru ca ciclul să poată fi continuat, poate avea loc prin următoarele fenomene:

• Perturbarea celulelor microbiene;
• Variațiile climatice și managementul solului;
• Interacțiuni cu microfauna, care, atunci când se hrănește cu microorganisme, eliberează diferiți nutrienți în sol.

Există câteva avantaje la această încorporare a fosforului în organismele vii. De exemplu, acest proces previne fixarea lui pentru perioade lungi de timp în mineralele solului (de unde ar fi îndepărtat doar prin intemperii), crescând eficiența fertilizării cu fosfat.

Solubilizarea fosforului anorganic

Bacteriile și ciupercile, inclusiv micorizele, excretă acizi organici care funcționează prin dizolvarea directă a fosforului anorganic.

• Multe microorganisme din sol sunt descrise ca fiind capabile să dizolve diferite tipuri de fosfați de rocă;
• Cel mai mare mecanism de solubilizare este actiunea acizilor organici sintetizati de bacterii.
• Acești acizi produși de organisme sunt mari generatori de ioni H+, care sunt capabili să dizolve fosfatul mineral și să-l pună la dispoziție plantelor.

Asocierea dintre plante și ciuperci

Apare prin micorize, care sunt bacterii asociate cu rădăcinile plantelor care promovează mutualismul între rădăcinile plantelor și ciupercile din sol, astfel încât planta furnizează energie și carbon ciupercilor prin fotosinteză, iar acestea returnează favoarea prin absorbția nutrienților minerali și transferul acestora către plante. rădăcini.

Mineralizarea fosforului organic

Pe lângă fosforul din materia organică microbiană, acțiunea microorganismelor de solubilizare a fosfatului și a ciupercilor asociate cu rădăcinile, producția de enzime de către unele microorganisme și plante este responsabilă de mineralizarea fosforului organic, care este transformarea acestuia în fosfor anorganic.

Odată ajuns în lacuri și mări, fosforul poate, pe lângă faptul că este absorbit de organisme, să se încorporeze în roci, închizând ciclul.

Ciclul fosforului tinde să fie lung. Un singur atom poate petrece până la 100.000 de ani în ciclu, până când se așează înapoi în roci. Cu sedimentele, fosforul poate rămâne asociat timp de peste 100 de milioane de ani.

Probleme

Activitatea umană a schimbat din ce în ce mai mult ciclul natural al acestui macronutrient, fie prin activități precum minerit sau prin utilizarea pe scară largă a îngrășămintelor.

Excesul de fosfor atunci când este filtrat în cursurile de apă ajunge să crească biodisponibilitatea acestui nutrient în mediul acvatic și, în consecință, poate intensifica dezvoltarea algelor. Un număr tot mai mare de alge într-un lac, de exemplu, va reduce cantitatea de lumină care pătrunde în acest mediu (reducerea drastică a zonei trofice), dăunând altor organisme locale. Acest proces se numește eutrofizare (puteți citi mai multe despre influența utilizării îngrășămintelor asupra procesului de eutrofizare în articolul: „Ce sunt îngrășămintele?”).

Vezi și câteva fotografii cu acest efect:

---