DIE 8 WICHTIGSTEN BIOGEOCHEMISCHEN KREISLÄUFE (BESCHREIBUNG) - BIOLOGIE - 2025

Die biogeochemischen Zyklen umfassen den Weg, der den verschiedenen Nährstoffen oder Elementen folgt, die Teil organischer Wesen sind. Dieser Transit findet innerhalb biologischer Gemeinschaften statt, sowohl in biotischen als auch in abiotischen Einheiten, aus denen er besteht.

Nährstoffe sind die Bausteine, aus denen Makromoleküle bestehen, und sie werden nach der Menge klassifiziert, die das Lebewesen an Makronährstoffen und Mikronährstoffen benötigt.

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Das Leben auf dem Planeten Erde reicht etwa 3 Milliarden Jahre zurück, in denen derselbe Nährstoffpool immer wieder recycelt wurde. Das Nährstoffreservat befindet sich in den abiotischen Bestandteilen des Ökosystems, wie z. B. der Atmosphäre, Steinen, fossilen Brennstoffen und den Ozeanen. Die Zyklen beschreiben die Nährstoffwege von diesen Reservoirs über Lebewesen bis zu den Reservoirs.

Der Einfluss des Menschen auf den Nährstofftransit ist nicht unbemerkt geblieben, da anthropogene Aktivitäten - insbesondere Industrialisierung und Kulturpflanzen - die Konzentrationen und damit das Gleichgewicht der Zyklen verändert haben. Diese Störungen haben wichtige ökologische Folgen.

Als nächstes werden wir den Durchgang und das Recycling der herausragendsten Mikro- und Makronährstoffe auf dem Planeten beschreiben, nämlich: Wasser, Kohlenstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel, Stickstoff, Kalzium, Natrium, Kalium, Schwefel.

Was ist ein biogeochemischer Kreislauf?

Energie- und Nährstofffluss

Das Periodensystem besteht aus 111 Elementen, von denen nur 20 lebenswichtig sind und aufgrund ihrer biologischen Rolle als biogenetische Elemente bezeichnet werden. Auf diese Weise benötigen Organismen diese Elemente und auch Energie, um sich selbst zu erhalten.

Es gibt einen Fluss dieser beiden Komponenten (Nährstoffe und Energie), der schrittweise durch alle Ebenen der Nahrungskette übertragen wird.

Es gibt jedoch einen entscheidenden Unterschied zwischen den beiden Strömen: Energie fließt nur in eine Richtung und gelangt unerschöpflich in das Ökosystem; Nährstoffe kommen in begrenzten Mengen vor und bewegen sich in Zyklen - die neben lebenden Organismen auch abiotische Quellen beinhalten. Diese Zyklen sind die Biogeochemikalien.

Allgemeines Schema eines biogeochemischen Kreislaufs

Der Begriff biogeochemisch wird durch die Vereinigung der griechischen Wurzeln Bio, was Leben bedeutet, und Geo, was Erde bedeutet, gebildet. Daher beschreiben biogeochemische Zyklen die Trajektorien dieser Elemente, die Teil des Lebens sind, zwischen den biotischen und abiotischen Komponenten von Ökosystemen.

Da diese Zyklen äußerst komplex sind, beschreiben Biologen normalerweise ihre wichtigsten Stadien, die wie folgt zusammengefasst werden können: Ort oder Reservoir des betreffenden Elements, Eintritt in lebende Organismen - im Allgemeinen die Primärproduzenten, gefolgt von seiner Kontinuität durch die Kette trophisch und schließlich die Wiedereingliederung des Elements in das Reservoir dank der sich zersetzenden Organismen.

Dieses Schema wird verwendet, um die Route jedes Elements für jede erwähnte Stufe zu beschreiben. In der Natur erfordern diese Schritte relevante Modifikationen in Abhängigkeit von jedem Element und der trophischen Struktur des Systems.

Mikroorganismen spielen eine wichtige Rolle

Es ist wichtig, die Rolle von Mikroorganismen in diesen Prozessen hervorzuheben, da sie dank der Reduktions- und Oxidationsreaktionen den Nährstoffen ermöglichen, wieder in die Kreisläufe einzutreten.

Studie und Bewerbungen

Das Studium eines Zyklus ist eine Herausforderung für Ökologen. Obwohl es sich um ein Ökosystem handelt, dessen Umfang begrenzt ist (wie zum Beispiel ein See), findet ein ständiger Materialaustausch mit der sie umgebenden Umgebung statt. Das heißt, diese Zyklen sind nicht nur komplex, sondern auch miteinander verbunden.

Eine verwendete Methode ist die Markierung radioaktiver Isotope und die Verfolgung von Elementen durch abiotische und biotische Komponenten des Studiensystems.

Die Untersuchung, wie das Recycling von Nährstoffen funktioniert und in welchem ​​Zustand es sich befindet, ist ein Marker von ökologischer Relevanz, der Aufschluss über die Produktivität des Systems gibt.

Klassifikationen biogeochemischer Kreisläufe

Es gibt keine einzige Möglichkeit, biogeochemische Kreisläufe zu klassifizieren. Jeder Autor schlägt eine geeignete Klassifizierung nach verschiedenen Kriterien vor. Im Folgenden werden drei der verwendeten Kleinanzeigen vorgestellt:

Mikro- und Makronährstoff

Der Zyklus kann nach dem mobilisierten Element klassifiziert werden. Makronährstoffe sind Elemente, die von organischen Wesen in nennenswerten Mengen verwendet werden, nämlich Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor, Schwefel und Wasser.

Andere Elemente werden nur in geringen Mengen benötigt, wie z. B. Phosphor, Schwefel, Kalium. Darüber hinaus zeichnen sich Mikronährstoffe durch eine relativ geringe Mobilität in den Systemen aus.

Obwohl diese Elemente in geringen Mengen verwendet werden, sind sie für Organismen immer noch lebenswichtig. Wenn ein Nährstoff fehlt, wird das Wachstum von Lebewesen, die das betreffende Ökosystem bewohnen, begrenzt. Daher sind die biologischen Komponenten des Lebensraums ein guter Marker, um die Effizienz der Bewegung der Elemente zu bestimmen.

Sedimentär und atmosphärisch

Nicht alle Nährstoffe sind in der gleichen Menge oder für Organismen leicht verfügbar. Und dies hängt hauptsächlich von der Quelle oder dem abiotischen Reservoir ab.

Einige Autoren klassifizieren sie in zwei Kategorien, abhängig von der Bewegungskapazität des Elements und des Reservoirs in: Sediment- und Atmosphärenzyklen.

Im ersteren Fall kann sich das Element nicht in die Atmosphäre bewegen und reichert sich im Boden an (Phosphor, Kalzium, Kalium). während letztere die Gaskreisläufe (Kohlenstoff, Stickstoff usw.) umfassen

In atmosphärischen Zyklen sind die Elemente in der unteren Schicht der Troposphäre untergebracht und stehen den Individuen zur Verfügung, aus denen die Biosphäre besteht. Bei Sedimentzyklen erfordert die Freisetzung des Elements aus seinem Reservoir die Einwirkung von Umweltfaktoren wie Sonneneinstrahlung, Einwirkung von Pflanzenwurzeln, Regen usw.

In bestimmten Fällen verfügt ein einzelnes Ökosystem möglicherweise nicht über alle erforderlichen Elemente, damit der gesamte Zyklus stattfinden kann. In diesen Fällen kann ein anderes benachbartes Ökosystem der Anbieter des fehlenden Elements sein und so mehrere Regionen verbinden.

Lokal und global

Eine dritte Klassifikation ist die Skala, auf der der Standort untersucht wird. Diese kann sich in einem lokalen Lebensraum oder global befinden.

Diese Klassifizierung ist eng mit der vorherigen verknüpft, da Elemente mit atmosphärischen Reserven eine breite Verbreitung haben und global verstanden werden können, während Elemente Sedimentreserven sind und eine begrenzte Bewegungsfähigkeit aufweisen.

Wasserkreislauf

Rolle des Wassers

Wasser ist ein wichtiger Bestandteil für das Leben auf der Erde. Organische Wesen bestehen aus hohen Anteilen an Wasser.

Diese Substanz ist besonders stabil, was die Aufrechterhaltung einer geeigneten Temperatur innerhalb von Organismen ermöglicht. Darüber hinaus finden in der Umgebung die immensen chemischen Reaktionen in Organismen statt.

Schließlich ist es ein nahezu universelles Lösungsmittel (unpolare Moleküle lösen sich nicht in Wasser), mit dem mit polaren Lösungsmitteln unendlich viele Lösungen gebildet werden können.

Reservoir

Das größte Wasserreservoir der Erde sind logischerweise die Ozeane, in denen wir fast 97% des gesamten Planeten finden und mehr als drei Viertel des Planeten bedecken, auf dem wir leben. Der verbleibende Prozentsatz wird durch Flüsse, Seen und Eis dargestellt.

Motoren des Wasserkreislaufs

Es gibt eine Reihe physikalischer Kräfte, die die Bewegung der lebenswichtigen Flüssigkeit durch den Planeten vorantreiben und es ihr ermöglichen, den Wasserkreislauf durchzuführen. Diese Kräfte umfassen: Sonnenenergie, die es dem Wasser ermöglicht, von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand überzugehen, und Schwerkraft, die Wassermoleküle in Form von Regen, Schnee oder Tau zur Erde zurückdrängt.

Wir werden jeden der unten genannten Schritte weiter beschreiben:

(i) Verdunstung: Die Änderung des Wasserzustands wird durch Sonnenenergie angetrieben und tritt hauptsächlich im Ozean auf.

(ii) Niederschlag: Das Wasser kehrt aufgrund von Niederschlägen auf unterschiedliche Weise (Schnee, Regen usw.) in die Stauseen zurück und nimmt unterschiedliche Wege, entweder zu den Ozeanen, zu den Seen, zum Boden, unter anderem zu unterirdischen Ablagerungen.

In der ozeanischen Komponente des Kreislaufs übersteigt der Verdampfungsprozess den Niederschlag, was zu einem Nettogewinn an Wasser führt, das in die Atmosphäre gelangt. Das Schließen des Kreislaufs erfolgt mit der Bewegung von Wasser durch die unterirdischen Wege.

Einbau von Wasser in Lebewesen

Ein erheblicher Prozentsatz des Körpers von Lebewesen besteht aus Wasser. Bei uns Menschen liegt dieser Wert bei etwa 70%. Aus diesem Grund findet ein Teil des Wasserkreislaufs in Organismen statt.

Pflanzen nutzen ihre Wurzeln, um Wasser durch Absorption zu gewinnen, während heterotrophe und aktive Organismen es direkt aus dem Ökosystem oder in Lebensmitteln aufnehmen können.

Im Gegensatz zum Wasserkreislauf enthält der Kreislauf der anderen Nährstoffe wichtige Veränderungen in den Molekülen entlang ihrer Flugbahn, während das Wasser praktisch unverändert bleibt (es treten nur Zustandsänderungen auf.)

Veränderungen im Wasserkreislauf durch menschliche Präsenz

Wasser ist eine der wertvollsten Ressourcen für die menschliche Bevölkerung. Heute wächst der Mangel an lebenswichtiger Flüssigkeit exponentiell und ist ein Problem von globaler Bedeutung. Obwohl es eine große Menge Wasser gibt, entspricht nur ein kleiner Teil dem Süßwasser.

Einer der Nachteile ist die Verringerung der Verfügbarkeit von Wasser für die Bewässerung. Das Vorhandensein von Asphalt- und Betonoberflächen verringert die Oberfläche, in die Wasser eindringen könnte.

Die ausgedehnten Anbaufelder stellen auch eine Abnahme des Wurzelsystems dar, das eine ausreichende Menge Wasser aufrechterhält. Darüber hinaus entfernen Bewässerungssysteme enorme Mengen Wasser.

Andererseits ist die Salz-Frischwasser-Behandlung ein Verfahren, das in spezialisierten Anlagen durchgeführt wird. Die Behandlung ist jedoch teuer und bedeutet eine Erhöhung des allgemeinen Kontaminationsniveaus.

Schließlich ist der Verbrauch von kontaminiertem Wasser ein großes Problem für Entwicklungsländer.

Kohlenstoffzyklus

Kohlenstoffrolle

Das Leben besteht aus Kohlenstoff. Dieses Atom ist das strukturelle Gerüst aller organischen Moleküle, die Teil von Lebewesen sind.

Kohlenstoff ermöglicht die Bildung hochvariabler und sehr stabiler Strukturen dank seiner Eigenschaft, einfache, doppelte und dreifache kovalente Bindungen mit und mit anderen Atomen zu bilden.

Dank dessen kann es eine nahezu unendliche Anzahl von Molekülen bilden. Heute sind fast 7 Millionen chemische Verbindungen bekannt. Von dieser hohen Zahl sind ungefähr 90% organische Substanzen, deren strukturelle Basis das Kohlenstoffatom ist. Die große molekulare Vielseitigkeit des Elements scheint die Ursache für seine Fülle zu sein.

Stauseen

Der Kohlenstoffkreislauf umfasst mehrere Ökosysteme, nämlich Landregionen, Gewässer und die Atmosphäre. Von diesen drei Kohlenstoffspeicher ist der Ozean der wichtigste. Die Atmosphäre ist auch ein wichtiges Reservoir, obwohl sie relativ klein ist.

Ebenso stellt die gesamte Biomasse lebender Organismen ein wichtiges Reservoir für diesen Nährstoff dar.

Photosynthese und Atmung: zentrale Prozesse

Sowohl in aquatischen als auch in terrestrischen Regionen ist die Photosynthese der zentrale Punkt des Kohlenstoffrecyclings. Dieser Prozess wird sowohl von Pflanzen als auch von einer Reihe von Algen durchgeführt, die über die für den Prozess erforderliche enzymatische Maschinerie verfügen.

Das heißt, Kohlenstoff gelangt in Lebewesen, wenn sie ihn in Form von Kohlendioxid einfangen und als Substrat für die Photosynthese verwenden.

Bei photosynthetischen Wasserorganismen erfolgt die Aufnahme von Kohlendioxid direkt durch die Integration des gelösten Elements in das Gewässer - das in einer viel größeren Menge als in der Atmosphäre vorkommt.

Während der Photosynthese wird Kohlenstoff aus der Umwelt in das Körpergewebe eingebaut. Im Gegenteil, die Reaktionen, durch die die Zellatmung stattfindet, führen den umgekehrten Prozess aus: Freisetzung des Kohlenstoffs, der in Lebewesen eingebaut wurde, aus der Atmosphäre.

Einbau von Kohlenstoff in Lebewesen

Primärkonsumenten oder Pflanzenfresser ernähren sich von Produzenten und verwenden den in ihren Geweben gespeicherten Kohlenstoff. Zu diesem Zeitpunkt nimmt Kohlenstoff zwei Wege: Er wird im Gewebe dieser Tiere gespeichert und ein anderer Teil wird durch Atmung in Form von Kohlendioxid in die Atmosphäre freigesetzt.

Somit setzt der Kohlenstoff seinen Verlauf über die gesamte Nahrungskette der betreffenden Gemeinde fort. Irgendwann stirbt das Tier und sein Körper wird von den Mikroorganismen zersetzt. Somit kehrt das Kohlendioxid in die Atmosphäre zurück und der Kreislauf kann fortgesetzt werden.

Alternative Routen des Zyklus

In allen Ökosystemen - und abhängig von den dort lebenden Organismen - variiert der Rhythmus des Zyklus. Zum Beispiel können Mollusken und andere mikroskopisch kleine Organismen, die das Leben im Meer beleben, in Wasser gelöstes Kohlendioxid extrahieren und mit Kalzium kombinieren, um ein Molekül namens Kalziumkarbonat zu erhalten.

Diese Verbindung wird Teil der Schalen von Organismen sein. Nachdem diese Organismen gestorben sind, sammeln sich ihre Schalen allmählich in Ablagerungen an, die sich im Laufe der Zeit in Kalkstein verwandeln.

Abhängig vom geologischen Kontext, dem das Gewässer ausgesetzt ist, kann der Kalkstein ausgesetzt werden und sich aufzulösen beginnen, was zum Entweichen von Kohlendioxid führt.

Ein weiterer langfristiger Weg im Kohlenstoffkreislauf betrifft die Produktion fossiler Brennstoffe. Im nächsten Abschnitt werden wir sehen, wie sich das Verbrennen dieser Ressourcen auf den normalen oder natürlichen Verlauf des Zyklus auswirkt.

Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf dank menschlicher Präsenz

Der Mensch beeinflusst seit Tausenden von Jahren den natürlichen Verlauf des Kohlenstoffkreislaufs. Alle unsere Aktivitäten - wie Industrie und Entwaldung - wirken sich auf die Freisetzung und die Quellen dieses lebenswichtigen Elements aus.

Insbesondere der Einsatz fossiler Brennstoffe hat den Kreislauf beeinflusst. Wenn wir Kraftstoff verbrennen, bewegen wir große Mengen Kohlenstoff, der sich in einem inaktiven geologischen Reservoir befand, in die Atmosphäre, die ein aktives Reservoir ist. Seit dem letzten Jahrhundert war der Anstieg der Kohlenstofffreisetzung dramatisch.

Die Freisetzung von Kohlendioxid in die Atmosphäre ist eine Tatsache, die uns direkt betrifft, da sie die Temperaturen des Planeten erhöht und eines der als Treibhausgase bekannten Gase ist.

Stickstoffkreislauf

Stickstoffkreislauf. Neu gemacht von YanLebrel aus einem Bild der Environmental Protection Agency: http://www.epa.gov/maia/html/nitrogen.html, über Wikimedia Commons

Rolle von Stickstoff

In organischen Wesen finden wir Stickstoff in zwei seiner grundlegenden Makromoleküle: Proteinen und Nukleinsäuren.

Erstere sind für eine Vielzahl von Funktionen verantwortlich, von der Struktur bis zum Transport. Letztere sind die Moleküle, die dafür verantwortlich sind, genetische Informationen zu speichern und in Proteine ​​zu übersetzen.

Darüber hinaus ist es Bestandteil einiger Vitamine, die für den Stoffwechsel von entscheidender Bedeutung sind.

Stauseen

Die Hauptstickstoffreserve ist die Atmosphäre. In diesem Raum stellen wir fest, dass 78% der in der Luft vorhandenen Gase Stickstoffgas (N ₂ ) sind.

Obwohl es ein wesentliches Element für Lebewesen ist, können weder Pflanzen noch Tiere dieses Gas direkt aus der Atmosphäre extrahieren - wie dies beispielsweise bei Kohlendioxid der Fall ist.

Assimilierbare Stickstoffquellen

Aus diesem Grund muss Stickstoff als assimilierbares Molekül dargestellt werden. Das heißt, dass es in seiner reduzierten oder "festen" Form vorliegt. Ein Beispiel hierfür sind Nitrate (NO ₃ ^- ) oder Ammoniak (NH ₃ ).

Es gibt Bakterien, die eine symbiotische Beziehung zu einigen Pflanzen (wie Hülsenfrüchten) herstellen und im Austausch gegen Schutz und Nahrung diese Stickstoffverbindungen teilen.

Andere Arten von Bakterien produzieren ebenfalls Ammoniak unter Verwendung von Aminosäuren und anderen stickstoffhaltigen Verbindungen, die in Leichen und biologischen Abfällen als Substrate gespeichert werden.

Stickstofffixierende Organismen

Es gibt zwei Hauptgruppen von Fixiermitteln. Einige Bakterien, Blaualgen und Actinomycetenpilze können das Stickstoffgasmolekül aufnehmen und direkt als Teil ihrer Proteine ​​einschließen, wodurch der Überschuss in Form von Ammoniak freigesetzt wird. Dieser Vorgang wird als Ammonifizierung bezeichnet.

Eine andere Gruppe bodenbewohnender Bakterien kann Ammoniak oder das Ammoniumion in Nitrit aufnehmen. Dieser zweite Prozess wird als Nitrifikation bezeichnet.

Nichtbiologische Stickstofffixierungsprozesse

Es gibt auch nicht-biologische Prozesse, die Stickoxide wie elektrische Stürme oder Brände erzeugen können. In diesen Fällen verbindet sich Stickstoff mit Sauerstoff und ergibt eine assimilierbare Verbindung.

Der Prozess der Stickstofffixierung zeichnet sich dadurch aus, dass er langsam ist und die Produktivität von terrestrischen und aquatischen Ökosystemen begrenzt.

Einbau von Stickstoff in Lebewesen

Sobald die Pflanzen das Stickstoffreservoir in der assimilierbaren Form (Ammoniak und Nitrat) gefunden haben, bauen sie es in verschiedene biologische Moleküle ein, nämlich: Aminosäuren, die Bausteine ​​von Proteinen; Nukleinsäuren; Vitamine; etc.

Wenn Nitrat in Pflanzenzellen eingebaut wird, tritt eine Reaktion auf und es wird wieder in seine Ammoniumform reduziert.

Stickstoffmoleküle zirkulieren, wenn sich ein Hauptverbraucher von Pflanzen ernährt und Stickstoff in sein eigenes Gewebe einbaut. Sie können auch von Trümmerfressern oder von zersetzenden Organismen verzehrt werden.

Somit bewegt sich Stickstoff durch die gesamte Nahrungskette. Ein erheblicher Teil des Stickstoffs wird zusammen mit Abfall und zersetzenden Leichen freigesetzt.

Die Bakterien, die im Boden und in den Gewässern leben, können diesen Stickstoff aufnehmen und wieder in assimilierbare Substanzen umwandeln.

Es ist kein geschlossener Kreislauf

Nach dieser Beschreibung scheint der Stickstoffkreislauf geschlossen und selbstbeständig zu sein. Dies ist jedoch nur auf einen Blick. Es gibt verschiedene Prozesse, die einen Stickstoffverlust verursachen, wie z. B. Ernten, Erosion, Vorhandensein von Feuer, Wasserinfiltration usw.

Eine andere Ursache heißt Denitrifikation und wird von Bakterien verursacht, die den Prozess leiten. In einer sauerstofffreien Umgebung nehmen diese Bakterien Nitrate auf, reduzieren sie und geben sie als Gas wieder an die Atmosphäre ab. Dieses Ereignis tritt häufig in Böden auf, deren Entwässerung nicht effizient ist.

Veränderungen im Stickstoffkreislauf durch menschliche Anwesenheit

Vom Menschen verwendete Stickstoffverbindungen dominieren den Stickstoffkreislauf. Diese Verbindungen umfassen synthetische Düngemittel, die reich an Ammoniak und Nitraten sind.

Dieser überschüssige Stickstoff hat ein Ungleichgewicht in der normalen Flugbahn der Verbindung verursacht, insbesondere bei der Veränderung der Pflanzengemeinschaften, da sie jetzt unter übermäßiger Befruchtung leiden. Dieses Phänomen nennt man Eutrophierung. Eine der Botschaften dieses Ereignisses ist, dass der Nährstoffanstieg nicht immer positiv ist.

Eine der schwerwiegendsten Folgen dieser Tatsache ist die Zerstörung der Gemeinschaften von Wäldern, Seen und Flüssen. Da es kein angemessenes Gleichgewicht gibt, überwachsen und dominieren einige Arten, die als dominante Arten bezeichnet werden, das Ökosystem, wodurch die Vielfalt abnimmt.

Phosphorkreislauf

Phosphorrolle

In biologischen Systemen ist Phosphor in Molekülen vorhanden, die als Energiemünzen der Zelle bezeichnet werden, wie ATP, und in anderen Energieübertragungsmolekülen wie NADP. Es ist auch in den Vererbungsmolekülen sowohl in DNA als auch in RNA und in den Molekülen vorhanden, aus denen Lipidmembranen bestehen.

Es spielt auch eine strukturelle Rolle, da es in Knochenstrukturen der Wirbeltierlinie vorhanden ist, einschließlich Knochen und Zähne.

Stauseen

Im Gegensatz zu Stickstoff und Kohlenstoff kommt Phosphor in der Atmosphäre nicht als freies Gas vor. Sein Hauptreservoir sind Gesteine, die in Form von Molekülen, die Phosphate genannt werden, mit Sauerstoff verbunden sind.

Wie zu erwarten ist, ist dieser Abwurfprozess langsam. Daher wird Phosphor in der Natur als seltener Nährstoff angesehen.

Einbau von Phosphor in Lebewesen

Wenn die geografischen und klimatischen Bedingungen geeignet sind, beginnen die Gesteine ​​einen Erosions- oder Verschleißprozess. Dank des Regens beginnen die Phosphate zu verdünnen und können von den Wurzeln der Pflanzen oder von einer anderen Reihe von primär produzierenden Organismen aufgenommen werden.

Diese Reihe von photosynthetischen Organismen ist für den Einbau von Phosphor in ihre Gewebe verantwortlich. Ausgehend von diesen basalen Organismen beginnt Phosphor seinen Durchgang durch trophische Ebenen.

In jedem Glied der Kette wird ein Teil des Phosphors von den Personen ausgeschieden, aus denen es besteht. Wenn Tiere sterben, nehmen eine Reihe spezieller Bakterien den Phosphor auf und bauen ihn als Phosphate wieder in den Boden ein.

Phosphate können zwei Wege einschlagen: Sie werden von den Autotrophen wieder absorbiert oder beginnen sich in den Sedimenten anzureichern, um in ihren felsigen Zustand zurückzukehren.

Der in den Ökosystemen der Ozeane vorhandene Phosphor gelangt auch in die Sedimente dieser Gewässer, und ein Teil davon kann von seinen Bewohnern aufgenommen werden.

Veränderungen im Phosphorkreislauf aufgrund menschlicher Anwesenheit

Die Anwesenheit von Menschen und ihre landwirtschaftlichen Techniken beeinflussen den Phosphorkreislauf auf die gleiche Weise wie den Stickstoffkreislauf. Die Anwendung von Düngemitteln führt zu einer überproportionalen Zunahme des Nährstoffs, was zur Eutrophierung des Gebiets führt und zu Ungleichgewichten in der Vielfalt ihrer Gemeinschaften führt.

Es wird geschätzt, dass die Düngemittelindustrie in den letzten 75 Jahren die Phosphorkonzentration fast vervierfacht hat.

Schwefelkreislauf

Rolle von Schwefel

Einige Aminosäuren, Amine, NADPH und Coenzym A sind biologische Moleküle, die unterschiedliche Funktionen im Stoffwechsel erfüllen. Sie alle enthalten Schwefel in ihrer Struktur.

Stauseen

Schwefelreservoirs sind sehr unterschiedlich, einschließlich Gewässern (frisch und salzig), terrestrischen Umgebungen, Atmosphäre, Gesteinen und Sedimenten. Es wird hauptsächlich als Schwefeldioxid (SO ₂ ) gefunden.

Einbau von Schwefel in Lebewesen

Aus den Reservoirs beginnt sich das Sulfat aufzulösen und die ersten Glieder in der Nahrungskette können es als Ion einfangen. Nach den Reduktionsreaktionen kann der Schwefel in die Proteine ​​eingebaut werden.

Nach dem Einbau kann das Element seinen Durchgang durch die Nahrungskette bis zum Tod der Organismen fortsetzen. Bakterien sind dafür verantwortlich, den in Leichen und Abfällen eingeschlossenen Schwefel freizusetzen und an die Umwelt zurückzugeben.

Sauerstoffkreislauf

Sauerstoffkreislauf. Eme Chicano von Wikimedia Commons

Rolle von Sauerstoff

Für Organismen mit aerober und fakultativer Atmung stellt Sauerstoff den Elektronenakzeptor in den an diesem Prozess beteiligten Stoffwechselreaktionen dar. Daher ist es wichtig, die Energiegewinnung aufrechtzuerhalten.

Stauseen

Das wichtigste Sauerstoffreservoir auf dem Planeten ist die Atmosphäre. Das Vorhandensein dieses Moleküls verleiht dieser Region einen oxidierenden Charakter.

Einbau von Sauerstoff in Lebewesen

Wie im Kohlenstoffkreislauf sind Zellatmung und Photosynthese zwei entscheidende Stoffwechselwege, die die Flugbahn des Sauerstoffs auf dem Planeten Erde steuern.

Während der Atmung nehmen die Tiere Sauerstoff auf und produzieren Kohlendioxid als Abfallprodukt. Sauerstoff stammt aus dem Stoffwechsel von Pflanzen, die wiederum Kohlendioxid einbauen und als Substrat für zukünftige Reaktionen verwenden können.

Kalziumkreislauf

Stauseen

Calcium kommt in der Lithosphäre vor, eingebettet in Sedimente und Gesteine. Diese Gesteine ​​können das Produkt der Fossilisierung von Meerestieren sein, deren äußere Strukturen reich an Kalzium waren. Es ist auch in Höhlen zu finden.

Einbau von Kalzium in Lebewesen

Die Regenfälle und andere klimatische Ereignisse verursachen die Erosion der Steine, die das Kalzium enthalten, wodurch es freigesetzt wird und lebende Organismen es an jedem Punkt in der Nahrungskette aufnehmen können.

Dieser Nährstoff wird in das Lebewesen aufgenommen, und zum Zeitpunkt seines Todes führen die Bakterien die entsprechenden Zersetzungsreaktionen durch, die die Freisetzung dieses Elements und die Kontinuität des Zyklus erreichen.

Wenn Kalzium in ein Gewässer freigesetzt wird, kann es am Boden gehalten werden und die Gesteinsbildung beginnt erneut. Die Grundwasserverdrängung spielt auch eine wichtige Rolle bei der Kalziummobilisierung.

Die gleiche Logik gilt für den Kaliumionenzyklus, der in Tonböden vorkommt.

Natriumzyklus

Rolle von Natrium

Natrium ist ein Ion, das im Körper von Tieren mehrere Funktionen erfüllt, wie z. B. Nervenimpulse und Muskelkontraktionen.

Reservoir

Das größte Natriumreservoir befindet sich in schlechtem Wasser, wo es in Form eines Ions gelöst wird. Denken Sie daran, dass durch die Vereinigung von Natrium und Chlor Kochsalz entsteht.

Einbau von Natrium in Lebewesen

Natrium wird hauptsächlich von den Organismen aufgenommen, die das Leben im Meer beleben, es absorbieren und es entweder über Wasser oder über Nahrung an Land transportieren können. Das Ion kann sich in Wasser gelöst auf dem im Wasserkreislauf beschriebenen Weg fortbewegen.

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