8 המחזורים הביוגיאוכימיים החשובים ביותר (תיאור) - ביולוגיה - 2025

המחזורים הביוגו - כימיים מהווים את הדרך העוקבת אחר חומרים מזינים או אלמנטים שונים שהם חלק מהיצורים האורגניים. מעבר זה מתרחש בתוך קהילות ביולוגיות, הן בישויות ביוטיות והן באביוטיות המרכיבות אותו.

חומרים מזינים הם אבני הבניין המרכיבות את מקרומולקולות, והם מסווגים לפי הכמות שהחיים בהם זקוקים לחומרים מזינים ומיקרו-תזונה מקרו.

מקור: pixabay.com

החיים על פני כדור הארץ מתקיימים כשלושה מיליארד שנים, שם אותה מחזור מזין שוב ושוב ממוחזר. שמורת המזון ממוקמת במרכיבים האביוטיים של המערכת האקולוגית, כמו האטמוספרה, אבנים, דלקים מאובנים, האוקיינוסים, בין היתר. המחזורים מתארים את מסלולי החומרים המזינים ממאגרים אלה, דרך יצורים חיים, ובחזרה למאגרים.

ההשפעה של בני האדם לא התעלתה במעבר של חומרים מזינים, שכן פעילויות אנתרופוגניות - במיוחד התיעוש והגידולים - שינו את הריכוזים ולכן איזון המחזורים. להפרעות אלה השלכות אקולוגיות חשובות.

בשלב הבא נתאר את המעבר והמיחזור של המיקרו והמוצרי תזונה המצטיינים ביותר על פני כדור הארץ, כלומר: מים, פחמן, חמצן, זרחן, גופרית, חנקן, סידן, נתרן, אשלגן, גופרית.

מהו מחזור ביוגיוכימי?

זרימת אנרגיה וחומרים מזינים

הטבלה המחזורית מורכבת מ -111 אלמנטים, שרק 20 מהם חיוניים לחיים ובשל תפקידם הביולוגי הם נקראים יסודות ביוגנטיים. בדרך זו אורגניזמים דורשים יסודות אלה וגם אנרגיה כדי לקיים את עצמם.

ישנה זרימה של שני המרכיבים הללו (חומרים מזינים ואנרגיה) המועברים בהדרגה דרך כל רמות שרשרת המזון.

עם זאת, יש הבדל מכריע בין שני הזרימות: אנרגיה זורמת רק בכיוון אחד ונכנסת למערכת האקולוגית באופן בלתי נדלה; ואילו חומרים מזינים נמצאים בכמויות מגבילות ונעות במחזורים - אשר בנוסף לאורגניזמים חיים כרוכים במקורות אביוטיים. מחזורים אלה הם הביוגיוכימיקלים.

סכמה כללית של מחזור ביוגיוכימי

המונח ביוגאוכימיה נוצר על ידי איחוד ביו שורשים יוונים שמשמעותו חיים וגיאו שפירושו אדמה. מסיבה זו מחזורים ביוגאוכימיים מתארים את מסלולי היסודות הללו שהם חלק מהחיים, בין המרכיבים הביוטיים והאביוטיים של מערכות אקולוגיות.

מכיוון שמחזורים אלה מורכבים ביותר, ביולוגים בדרך כלל מתארים את השלבים החשובים ביותר שלהם, אותם ניתן לסכם כ: מיקום או מאגר היסוד המדובר, כניסתו לאורגניזמים חיים - בדרך כלל יצרנים ראשוניים, ואחריה המשכיותו דרך השרשרת. trophic, ולבסוף שילוב מחדש של היסוד במאגר הודות לאורגניזמים המתפרקים.

סכימה זו תשמש לתיאור המסלול של כל אלמנט לכל שלב שהוזכר. מטבעם, שלבים אלה דורשים שינויים רלוונטיים בהתאם לכל אחד מהרכיבים והמבנה הטרופי של המערכת.

למיקרואורגניזמים תפקיד חיוני

חשוב להדגיש את תפקידם של מיקרואורגניזמים בתהליכים אלה, מכיוון שבזכות הפחתה ותגובות החמצון הם מאפשרים לחומרים המזינים להיכנס שוב למחזורים.

לימודים ויישומים

לימוד מחזור הוא אתגר עבור אקולוגים. למרות שמדובר במערכת אקולוגית שההיקף שלה מתוחם (כמו אגם למשל), ישנה זרימה מתמדת של חילופי חומרים עם הסביבה שמקיפה אותם. כלומר, בנוסף להיותם מורכבים, מחזורים אלה קשורים זה בזה.

אחת המתודולוגיות בהן נעשה שימוש היא תיוג איזוטופי רדיואקטיבי ומעקב אחר אלמנטים על ידי רכיבים אביוטיים וביוטיים במערכת המחקר.

לימוד כיצד מיחזור חומרים מזינים פועל ובאיזו מצב הוא סמן בעל רלוונטיות אקולוגית, המספר לנו על התפוקה של המערכת.

סיווגים של מחזורים ביוגוכימיים

אין דרך אחת לסווג מחזורים ביוגאוכימיים. כל מחבר מציע סיווג מתאים לפי קריטריונים שונים. להלן נציג שלוש מהמודעות המשמשות:

מיקרו ומוצרי תזונה

ניתן לסווג את המחזור לפי האלמנט המגויס. מקרוני תזונה הם יסודות המשמשים בכמויות ניכרות על ידי יצורים אורגניים, כלומר: פחמן, חנקן, חמצן, זרחן, גופרית ומים.

יש צורך באלמנטים אחרים בכמויות קטנות, כמו זרחן, גופרית, אשלגן, בין היתר. בנוסף, מיקרו-תזונה מאופיינת בכך שיש להם ניידות נמוכה למדי במערכות.

למרות שגורמים אלה משמשים בכמויות קטנות, הם עדיין חיוניים לאורגניזמים. אם חסר תזונה, זה יגביל את צמיחתם של דברים חיים המאכלסים את המערכת האקולוגית המדוברת. לכן המרכיבים הביולוגיים של בית הגידול הם סמן טוב לקביעת יעילות התנועה של היסודות.

משקע ואווירה

לא כל חומרי התזונה נמצאים באותה כמות או זמינים בקלות לאורגניזמים. וזה תלוי - בעיקר - מה מקורו או המאגר האביוטי.

חלק מהכותבים מסווגים אותם לשתי קטגוריות, בהתאם ליכולת התנועה של היסוד והמאגר ב: מחזורי משקע ואווירה.

בראשון, האלמנט אינו יכול לנוע לאטמוספירה ומצטבר באדמה (זרחן, סידן, אשלגן); ואילו האחרונים כוללים את מחזורי הגז (פחמן, חנקן וכו ')

במחזורים אטמוספריים האלמנטים שוכנים בשכבה התחתונה של הטרופוספרה, והם זמינים לאנשים המרכיבים את הביוספרה. במקרה של מחזורי משקע, שחרור האלמנט מהמאגר שלו מחייב פעולה של גורמים סביבתיים, כמו קרינת שמש, פעולת שורשי צמחים, גשם, בין היתר.

במקרים ספציפיים, למערכת אקולוגית יחידה לא יתקיימו כל המרכיבים הדרושים כדי שהמחזור השלם יתקיים. במקרים אלה, מערכת אקולוגית אחרת שכנה עשויה להיות ספקית האלמנט החסר, ובכך לחבר מספר אזורים.

מקומי ועולמי

סיווג שלישי המשמש הוא הסולם בו נחקר האתר, שיכול להיות בסביבה מקומית או ברחבי העולם.

סיווג זה קשור קשר הדוק לקודמו, מאחר ואלמנטים עם עתודות אטמוספריות יש תפוצה רחבה וניתן להבין אותם ברחבי העולם, בעוד שאלמנטים הם עתודות משקעים ויש להם יכולת תנועה מוגבלת.

מחזור מים

תפקיד המים

מים הם מרכיב חיוני לחיים עלי אדמות. יצורים אורגניים מורכבים מפרופורציות גבוהות של מים.

חומר זה יציב במיוחד, מה שמאפשר לשמור על טמפרטורה מתאימה בתוך אורגניזמים. בנוסף, זו הסביבה בה הכמות העצומה של תגובות כימיות מתרחשות בתוך אורגניזמים.

לבסוף זהו ממס כמעט אוניברסאלי (מולקולות אפולריות אינן מתמוססות במים), המאפשר ליצור אינסוף של פתרונות בעזרת ממסים קוטביים.

מאגר

מבחינה הגיונית, המאגר הגדול ביותר של מים על פני כדור הארץ הם אוקיינוסים, שם אנו מוצאים כמעט 97% מכלל כדור הארץ ומכסים יותר משלושה רבעים מכוכב הלכת עליו אנו חיים. האחוז הנותר מיוצג על ידי נהרות, אגמים וקרח.

מנועי המחזור ההידרולוגי

יש סדרה של כוחות פיזיים המניעים את תנועת הנוזל החיוני בכוכב הלכת ומאפשרים לו לבצע את המחזור ההידרולוגי. כוחות אלו כוללים: אנרגיה סולארית, המאפשרת למים לעבור ממצב נוזלי למצב גזי, וכוח המשיכה המניע מולקולות מים חזרה לכדור הארץ בצורה של גשם, שלג או טל.

אנו נתאר בהמשך כל אחד מהשלבים המוזכרים להלן:

(i) אידוי: שינוי מצב המים מונע על ידי אנרגיה מהשמש ומתרחש בעיקר בים.

(ii) משקעים: המים חוזרים למאגרים בזכות משקעים בצורות שונות (שלג, גשם וכו ') ונוסעים בדרכים שונות, בין אם לאוקיאנוסים, לאגמים, לקרקע, למרבצים תת קרקעיים, בין היתר.

במרכיב האוקיאני של המחזור, תהליך האידוי עולה על המשקעים, מה שמביא לרווח נקי של מים שהולכים לאטמוספירה. סגירת המחזור מתרחשת עם תנועת מים דרך נתיבי התת קרקע.

שילוב מים ביצורים חיים

אחוז משמעותי מגוף היצורים החיים מורכב מים. אצלנו בני האדם, ערך זה הוא בערך 70%. מסיבה זו, חלק ממעגל המים מתרחש בתוך אורגניזמים.

צמחים משתמשים בשורשיהם כדי להשיג מים באמצעות ספיגה, ואילו אורגניזמים הטרוטרופיים ופעילים יכולים לצרוך אותם ישירות מהמערכת האקולוגית או במזון.

שלא כמו מחזור המים, מחזור חומרי התזונה האחרים כולל שינויים חשובים במולקולות לאורך מסלוליהם, בעוד שהמים נותרים כמעט ללא שינוי (רק שינויים במצב מתרחשים).

שינויים במחזור המים בזכות נוכחות אנושית

מים הם אחד המשאבים החשובים ביותר עבור אוכלוסיות אנושיות. כיום המחסור בנוזל החיוני גדל באופן אקספוננציאלי ומייצג בעיה של דאגה עולמית. למרות שיש כמות גדולה של מים, רק חלק קטן תואם מים מתוקים.

אחד החסרונות הוא הפחתה בזמינותם של מים להשקיה. נוכחותם של משטחי אספלט ובטון מקטינה את פני השטח אליהם יכולים מים לחדור.

שדות הגידול הנרחבים מייצגים גם ירידה במערכת השורשים השומרת על כמות מספקת של מים. בנוסף, מערכות השקיה מסלקות כמויות אדירות של מים.

מצד שני, טיפול במים מתוקים הוא הליך המתבצע בצמחים מתמחים. עם זאת, הטיפול הוא יקר ומייצג עלייה ברמות הזיהום הכלליות.

לבסוף, צריכת מים מזוהמים היא בעיה מרכזית עבור מדינות מתפתחות.

מחזור הפחמן

תפקיד פחמן

החיים עשויים מפחמן. אטום זה הוא המסגרת המבנית של כל המולקולות האורגניות המהוות חלק מיצורים חיים.

הפחמן מאפשר היווצרות של מבנים משתנים ויציבים מאוד, הודות לתכונה שלו ליצור קשרים קוולנטיים יחידים, כפולים ומשולשים עם ואטומים אחרים.

בזכות זה הוא יכול ליצור מספר אינסופי כמעט של מולקולות. כיום ידועים כמעט 7 מיליון תרכובות כימיות. מתוך המספר הגבוה הזה כ 90% - הם חומרים אורגניים, שהבסיס המבני בהם הוא אטום הפחמן. הרב-צדדיות המולקולרית הגדולה של היסוד נראית כגורם לשפעו.

מאגרים

מחזור הפחמן כרוך במערכות אקולוגיות מרובות, כלומר: אזורי יבשה, גופי מים והאווירה. מבין שלושת מאגרי הפחמן הללו, זה שבולט כחשוב ביותר הוא האוקיאנוס. האטמוספרה היא גם מאגר חשוב למרות שהיא קטנה יחסית.

באותה דרך, כל הביומסה של אורגניזמים חיים מייצגת מאגר חשוב לחומר מזין זה.

פוטוסינתזה והנשמה: תהליכים מרכזיים

באזורים מימיים וגם יבשתיים, הנקודה המרכזית במיחזור פחמן היא פוטוסינתזה. תהליך זה מתבצע הן על ידי צמחים והן על ידי סדרת אצות שיש בהן את המכונות האנזימטיות הנדרשות לתהליך.

כלומר, פחמן נכנס ליצורים חיים כאשר הם תופסים אותו בצורה של פחמן דו חמצני ומשתמשים בו כמצע לצילום פוטוסינתזה.

במקרה של אורגניזמים ימיים פוטוסינתטיים, ספיגת הפחמן הדו-חמצני מתרחשת ישירות על ידי שילוב האלמנט המומס בגוף המים - שנמצא בכמות גדולה בהרבה מאשר באטמוספרה.

במהלך פוטוסינתזה, פחמן מהסביבה משולב ברקמות הגוף. נהפוך הוא, התגובות בהן מתרחשת הנשימה התאית מבצעות את התהליך ההפוך: שחרור הפחמן ששולב ביצורים חיים מהאטמוספרה.

שילוב פחמן ביצורים חיים

צרכנים ראשוניים או עשבוני עשב ניזונים מיצרנים ומתאימים את הפחמן האגור ברקמותיהם. בשלב זה הפחמן נוקט בשני דרכים: הוא מאוחסן ברקמות של בעלי חיים אלה וחלק אחר משתחרר לאטמוספירה באמצעות נשימה, בצורה של פחמן דו חמצני.

כך ממשיך הפחמן במהלכו בכל שרשרת המזון של הקהילה המדוברת. בשלב מסוים החיה תמות וגופה יפורק על ידי המיקרואורגניזמים. כך, הפחמן הדו-חמצני חוזר לאטמוספרה והמחזור יכול להימשך.

מסלולי אלטרנטיבה של המחזור

בכל המערכות האקולוגיות - ותלוי באורגניזמים השוכנים בה - קצב המחזור משתנה. לדוגמה, רכיכות וביצבים מיקרוסקופיים אחרים שעושים חיים בים, יכולים להפיק פחמן דו חמצני המומס במים ולשלב אותו בסידן בכדי להניב מולקולה הנקראת סידן פחמתי.

תרכובת זו תהיה חלק מפגזי האורגניזמים. לאחר מותם של אורגניזמים אלה, קליפותיהם מצטברות בהדרגה במרבצים שככל שעובר הזמן יהפכו לאבן גיר.

בהתאם להקשר הגיאולוגי אליו נחשף גוף המים, ניתן לחשוף את אבן הגיר ולהתחיל להתמוסס, מה שמביא לבריחת הפחמן הדו-חמצני.

מסלול ארוך טווח נוסף במחזור הפחמן קשור בייצור דלקים מאובנים. בחלק הבא נראה כיצד שריפת המשאבים הללו משפיעה על מהלך התקין או הטבעי של המחזור.

שינויים במחזור הפחמן בזכות נוכחות אנושית

בני אדם משפיעים על מהלך הטבעי של מחזור הפחמן זה אלפי שנים. כל הפעילויות שלנו - כמו תעשיית יערות יערות - משפיעות על שחרורו ומקורותיו של גורם חיוני זה.

בפרט, השימוש בדלקים מאובנים השפיע על המחזור. כאשר אנו שורפים דלק אנו מעבירים כמויות אדירות של פחמן שהיה במאגר גיאולוגי לא פעיל לאטמוספירה, שהיא מאגר פעיל. מאז המאה הקודמת הגידול בשחרור הפחמן היה דרמטי.

שחרור פחמן דו חמצני לאטמוספרה הוא עובדה שמשפיעה עלינו ישירות, מכיוון שהיא מעלה את הטמפרטורות של כדור הארץ והיא אחת הגזים הידועים כגזי חממה.

מחזור חנקן

מחזור חנקן. הוחלף על ידי YanLebrel מתמונה של הסוכנות להגנת הסביבה: http://www.epa.gov/maia/html/nitrogen.html, באמצעות Wikimedia Commons

תפקיד החנקן

ביצורים אורגניים אנו מוצאים חנקן בשניים מהמקרומולקולות הבסיסיות שלו: חלבונים וחומצות גרעין.

הראשונים אחראים למגוון רחב של פונקציות, מבניות לתחבורה; ואילו האחרונים הם המולקולות האחראיות על אחסון מידע גנטי ותרגומו לחלבונים.

בנוסף, זהו מרכיב בכמה ויטמינים המהווים יסודות חיוניים למסלולי מטבוליות.

מאגרים

שמורת החנקן העיקרית היא האווירה. במרחב זה אנו מגלים כי 78% מהגזים הקיימים באוויר הם גז חנקן (N _2. )

למרות היותו גורם חיוני עבור יצורים חיים, לא לצמחים ולא לבעלי חיים אין את היכולת להוציא גז זה ישירות מהאטמוספרה - כפי שקורה למשל בפחמן דו חמצני.

מקורות להטמעה של חנקן

מסיבה זו יש להציג חנקן כמולקולה הניתנת להטמעה. כלומר, זה בצורתו המצומצמת או "הקבועה". דוגמה לכך הן חנקות (NO ₃ ^- ) או אמוניה (NH _3. )

ישנם חיידקים המבססים קשר סימביוטי עם צמחים מסוימים (כמו קטניות) ובתמורה להגנה ומזון הם חולקים תרכובות חנקן אלה.

סוגים אחרים של חיידקים מייצרים גם אמוניה באמצעות חומצות אמינו ותרכובות חנקניות אחרות המאוחסנות בגוויות ובפסולת ביולוגית כמצעים.

אורגניזמים מקבעים חנקן

ישנן שתי קבוצות עיקריות של קיבועים. ישנם חיידקים, אצות כחולות-ירוקות ופטריות actinomycete יכולים לקחת את מולקולת גז החנקן ולכלול אותה ישירות כחלק מחלבונים שלהם, ומשחררת את העודף בצורה של אמוניה. תהליך זה נקרא אמוניפיקציה.

קבוצה אחרת של חיידקים השוכנים בקרקע מסוגלת לקחת אמוניה או יון האמוניום לניטריט. תהליך שני זה נקרא nitrification.

תהליכי קיבוע חנקן לא ביולוגיים

ישנם גם תהליכים לא ביולוגיים המסוגלים לייצר תחמוצות חנקן, כמו סופות חשמל או שריפות. באירועים אלה, חנקן משתלב עם חמצן, ומניב תרכובת הניתנת להטמעה.

תהליך קיבוע החנקן מאופיין בכך שהוא איטי, מהווה צעד מגביל לפריון של מערכות אקולוגיות, הן יבשתיות והן מימיות.

שילוב חנקן ביצורים חיים

לאחר שצמחים מצאו את מאגר החנקן בצורה שניתן להטמיע (אמוניה וחנקה), הם משלבים אותם במולקולות ביולוגיות שונות, כלומר: חומצות אמינו, אבני הבניין של חלבונים; חומצות גרעין; ויטמינים; וכו '

כאשר משולבים חנקה בתאי צמחים, מתרחשת תגובה והיא מופחתת חזרה לצורת האמוניום שלה.

מולקולות חנקן עוברות מחזור כאשר צרכן ראשוני ניזון מצמחים ומשלב חנקן ברקמותיו שלו. הם יכולים לצרוך גם על ידי אוכלי פסולת או על ידי פירוק אורגניזמים.

לפיכך, חנקן עובר בכל שרשרת המזון. חלק משמעותי מהחנקן משתחרר יחד עם פסולת וגוויות מתפרקות.

החיידקים שעושים חיים בקרקע ובגופי מים מסוגלים ליטול חנקן זה ולהמיר אותו בחומרים שניתנים להטמעה.

זה לא מחזור סגור

לאחר תיאור זה נראה כי מחזור החנקן סגור ומנציח את עצמו. עם זאת, זה רק במבט חטוף. ישנם תהליכים שונים הגורמים לאובדן חנקן, כמו גידולים, שחיקה, נוכחות אש, חדירת מים וכו '.

סיבה נוספת נקראת דניטריפיקציה והיא נגרמת על ידי חיידקים המובילים את התהליך. כאשר הם נמצאים בסביבה נטולת חמצן, חיידקים אלו תופסים חנקות ומפחיתים אותם, ומשחררים אותה חזרה לאטמוספירה כגז. אירוע זה שכיח בקרקעות שניקוזן אינו יעיל.

שינויים במחזור החנקן בזכות נוכחות אנושית

תרכובות חנקן המשמשות את האדם חולשות על מחזור החנקן. תרכובות אלה כוללות דשנים סינטטיים העשירים באמוניה וחנקות.

עודף חנקן זה גרם לחוסר איזון בנתיב הרגיל של המתחם, במיוחד בשינוי קהילות הצמחים שכן כיום הם סובלים מהפריה מוגזמת. תופעה זו נקראת אאוטרופיקציה. אחד המסרים של אירוע זה הוא שהגידול בחומרים המזינים לא תמיד חיובי.

אחת ההשלכות החמורות של עובדה זו היא הרס קהילות יערות, אגמים ונהרות. מכיוון שאין איזון מספיק, מינים מסוימים, המכונים מינים דומיננטיים, גורמים לגדול ושולטים במערכת האקולוגית, ומקטינים את המגוון.

מחזור זרחן

תפקיד זרחן

במערכות ביולוגיות זרחן קיים במולקולות המכונות "מטבעות" אנרגיה של התא, כמו ATP, ובמולקולות אחרות להעברת אנרגיה, כמו NADP. זה קיים גם במולקולות התורשה, הן ב- DNA והן ב- RNA, וגם במולקולות המרכיבות ממברנות שומנים.

הוא גם ממלא תפקידים מבניים, שכן הוא קיים במבני עצמות של שושלת החוליות, כולל עצמות ושיניים כאחד.

מאגרים

שלא כמו חנקן ופחמן, זרחן לא נמצא כגז חופשי באטמוספרה. המאגר העיקרי שלו הוא סלעים, המקושרים לחמצן בצורה של מולקולות הנקראות פוספטים.

כפי שניתן לצפות, תהליך ההשפלה הזה איטי. לכן זרחן נחשב לחומר מזין נדיר בטבע.

שילוב זרחן ביצורים חיים

כאשר התנאים הגיאוגרפיים והאקלים מתאימים, הסלעים מתחילים בתהליך של שחיקה או שחיקה. בזכות הגשם, הפוספטים מתחילים לדלל וניתנים לתפוס אותם על ידי שורשי הצמחים או על ידי סדרה אחרת של אורגניזמים מייצרים ראשוניים.

סדרה זו של אורגניזמים פוטוסינתטיים אחראית על שילוב זרחן ברקמותיהם. החל מאורגניזמים בסיסיים אלה, זרחן מתחיל במעבר דרך רמות טרופיות.

בכל חוליה בשרשרת מופרשים חלק מהזרחן על ידי האנשים המרכיבים אותו. כאשר בעלי חיים מתים, סדרה של חיידקים מיוחדים תופסת את הזרחן ומשלבת אותו בחזרה באדמה כפוספטים.

פוספטים יכולים לעבור שני דרכים: להיספג שוב על ידי האוטוטרופים או להתחיל את הצטברותם במשקעים כדי לחזור למצבם הסלעי.

הזרחן הקיים במערכות אקולוגיות של האוקיאנוס מסתיים גם הוא במשקעים של גופי מים אלה, וחלק ממנו יכול להיקלט על ידי תושביו.

שינויים במחזור הזרחן בגלל נוכחות אנושית

נוכחותם של בני אדם וטכניקותיהם החקלאיות משפיעים על מחזור הזרחן באופן דומה לזה שהוא משפיע על מחזור החנקן. יישום הדשנים מייצר עלייה לא פרופורציונאלית בחומר המזין, מה שמוביל להחמצת האזור, וגורם לחוסר איזון במגוון היישובים שלהם.

ההערכה היא כי בשנת 75 השנים האחרונות, ענף הדשנים גרם לריכוזי הזרחן לעלות כמעט פי ארבע.

מחזור גופרית

תפקיד הגופרית

יש חומצות אמינו, אמינים, NADPH, וקואנזים A הן מולקולות ביולוגיות המשרתות פונקציות שונות במטבוליזם. כולם מכילים גופרית במבנה שלהם.

מאגרים

מאגרי הגופרית מגוונים מאוד, כולל גופי מים (טריים ומלח), סביבות יבשתיות, אווירה, סלעים ומשקעים. זה נמצא בעיקר כ דו תחמוצת הגופרית (SO _2. )

שילוב גופרית ביצורים חיים

מהמאגרים, הגולפט מתחיל להתמוסס והקישורים הראשונים בשרשרת המזון יכולים לתפוס אותו כיון. לאחר תגובות ההפחתה, הגופרית מוכנה לשילוב בחלבונים.

לאחר שילובו, האלמנט יכול להמשיך במעברו בשרשרת המזון, עד מותם של האורגניזמים. חיידקים אחראיים לשחרור הגופרית הכלואה בגוויות ובפסולת, ולהחזרתו לסביבה.

מחזור חמצן

מחזור חמצן. אימה צ'יקנו, מתוך ויקימדיה

תפקיד חמצן

עבור אורגניזמים עם נשימה אירובית ופקולטתית, החמצן מייצג את המקבל האלקטרוני בתגובות המטבוליות המעורבות בתהליך זה. לכן חשוב לשמור על השגת אנרגיה.

מאגרים

מאגר החמצן החשוב ביותר בכוכב הלכת מיוצג על ידי האטמוספרה. נוכחותה של מולקולה זו מעניקה לאזור זה אופי מחמצן.

שילוב חמצן ביצורים חיים

כמו במחזור הפחמן, הנשימה התאית והפוטוסינתזה הם שני מסלולי מטבוליות מכריעים המתארכים את מסלול החמצן בכדור הארץ.

בתהליך הנשימה, בעלי חיים נוטלים חמצן ומייצרים פחמן דו חמצני כמוצר פסולת. החמצן מגיע ממטבוליזם של צמחים, שבתורם יכולים לשלב פחמן דו חמצני ולהשתמש בו כמצעים לתגובות עתידיות.

מחזור סידן

מאגרים

סידן נמצא בליטוספרה, משובץ במשקעים ובסלעים. סלעים אלה עשויים להיות תוצר של מאובנים של בעלי חיים ימיים אשר המבנים החיצוניים שלהם היו עשירים בסידן. הוא נמצא גם במערות.

שילוב סידן ביצורים חיים

הגשמים ואירועי אקלים אחרים גורמים לשחיקת האבנים המכילות את הסידן, גורמים לשחרורו ומאפשרים לאורגניזמים חיים לספוג אותם בכל נקודה בשרשרת המזון.

חומר מזין זה ישולב בתוך הישות החיה, ובעת מותו החיידקים יבצעו את תגובות הפירוק הרלוונטיות שמשיגות את שחרורו של יסוד זה ואת המשכיות המחזור.

אם משתחרר סידן לגוף מים, ניתן להחזיק אותו בקרקעית ויצירת הסלע מתחילה שוב. לעקירת מי תהום תפקיד חשוב גם בגיוס הסידן.

אותו היגיון חל על מחזור יון האשלגן, שנמצא בקרקעות חימר.

מחזור נתרן

תפקיד נתרן

נתרן הוא יון המבצע פונקציות מרובות בגוף בעלי החיים, כמו דחף עצבי והתכווצויות שרירים.

מאגר

מאגר הנתרן הגדול ביותר נמצא במים רעים, שם הוא מומס בצורה של יון. זכור כי מלח נפוץ נוצר על ידי האיחוד בין נתרן וכלור.

שילוב נתרן ביצורים חיים

נתרן נלקח בעיקר על ידי האורגניזמים שעושים חיים בים, הסופגים אותו ויכולים להעביר אותו ליבשה, דרך מים או אוכל. היון יכול לנוע מומס במים, בעקבות המסלול המתואר במחזור ההידרולוגי.

הפניות

1. ברג, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). בִּיוֹכִימִיָה. התהפכתי.
2. קמפבל, ח"כ ופארל, SO (2011). בִּיוֹכִימִיָה. תומסון. ברוקס / קול.
3. Cerezo García, M. (2013). יסודות הביולוגיה הבסיסית. פרסומי אוניברסיטת ג'ומא הראשון.
4. Devlin, TM (2011). ספר לימוד לביוכימיה. ג'ון וויילי ובניו.
5. Freeman, S. (2017). מדע ביולוגי. פירסון חינוך.
6. גלאן, ר., וטורונטרס, ש '(2015). ביולוגיה בסיסית ובריאותית. אלזביאר
7. Gama, M. (2007). ביולוגיה: גישה קונסטרוקטיביסטית. (כרך 1). פירסון חינוך.
8. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). ביוכימיה: טקסט ואטלס. פנמריקנית רפואית אד.
9. Macarulla, JM, & Goñi, FM (1994). ביוכימיה אנושית: קורס בסיסי. התהפכתי.
10. Moldoveanu, SC (2005). פירוליזה אנליטית של פולימרים אורגניים סינתטיים (כרך 25). אלזביאר.
11. מור, JT, ולנגלי, RH (2010). ביוכימיה לדמה. ג'ון וויילי ובניו.
12. מוגיוס, ו '(2006). תרגול ביוכימיה. קינטיקה אנושית.
13. מולר-אסתרל, וו. (2008). בִּיוֹכִימִיָה. יסודות רפואה ומדעי החיים. התהפכתי.
14. Poortmans, JR (2004). עקרונות התעמלות ביוכימיה. 3 ^rd , מהדורה מתוקנת. קארגר.
15. Teijón, JM (2006). יסודות הביוכימיה המבנית. טבר עורך.
16. Urdiales, BAV, del Pilar Granillo, M., & Dominguez, MDSV (2000). ביולוגיה כללית: מערכות חי. גרפו פטריה עורך.
17. Vallespí, RMC, Ramírez, PC, Santos, SE, Morales, AF, Torralba, MP, & Del Castillo, DS (2013). תרכובות כימיות עיקריות. עריכה UNED.
18. Voet, D., & Voet, JG (2006). בִּיוֹכִימִיָה. פנמריקנית רפואית אד.