مراحل دورة الفوسفور واهميتها

ال دورة الفوسفور هي العملية التي ينتقل بها الفوسفور عبر الصخور والمياه والتربة والكائنات الحية. هذه الدورة ، على عكس الدورات الكيميائية الجيولوجية الأخرى ، لا تمر عبر الهواء بسبب عدم وجود العديد من المركبات الغازية القائمة على الفسفور.

يوجد احتياطي الفسفور الرئيسي في مياه الأنهار والبحيرات والمحيطات (الغلاف المائي) ، وكذلك في الرواسب والصخور (الغلاف الصخري). الفوسفور ضروري لنمو النباتات والحيوانات ، وكذلك للميكروبات التي تعيش في التربة ، والتي تستنفد تدريجيا مع مرور الوقت.

الوظيفة البيولوجية الرئيسية للفسفور هي أن تكون جزءًا من الجزيئات الحيوية المهمة مثل الأحماض النووية (الحمض النووي الريبي النووي (DNA) والحمض النووي الريبي (RNA) وبعض البروتينات والدهون. في الواقع ، يتم تشكيل فروع الحمض النووي بواسطة روابط استر الفوسفات.

يعد فوسفات الكالسيوم أيضًا مكونًا مهمًا لتكوين عظام وأسنان الثدييات. وبالمثل ، فإنه يشكل جزءًا من هيكل الهيكل الخارجي للحشرات ، وأغشية الفسفوليبيد في الخلايا والعديد من المستقلبات المهمة مثل ATP.

دورة الفوسفور عملية بطيئة للغاية ، حيث يظل الفوسفور لفترة طويلة في الصخور والرواسب. يساعد المطر والتآكل في غسل الفسفور من الصخور ، بينما تمتص المادة العضوية في التربة الفسفور الذي سيتم استخدامه في العمليات البيولوجية المختلفة..

مثل جميع الدورات البيوكيميائية ، لا توجد بداية أو نهاية لدورة الفسفور ، وبالتأكيد لا يوجد اتجاه واحد للحركة. دورات الأرض عبارة عن شبكات معقدة حيث تتحرك الموارد في اتجاهات متعددة.

مؤشر

• 1 مراحل الدورة
• 2 أهمية الفسفور للكائنات الحية
  • 2.1 الحد من المغذيات
  • 2.2 شكل الحمض النووي والحمض النووي الريبي
  • 2.3 نقل الطاقة
  • 2.4 يعطي بنية لأغشية الخلايا
  • 2.5 هو جزء من العظام
  • 2.6 المشاركة في التوازن
  • 2.7 ينظم النشاط الأنزيمي
  • 2.8 إشارة الارسال
• 3 تأثير الإنسان على دورة الفوسفور
  • 3.1 استخدام الأسمدة
  • 3.2 التخثث
  • 3.3 مياه الصرف الصحي واستخدام المنظفات
• 4 المراجع

مراحل الدورة

- بمرور الوقت ، تؤدي الأمطار والرياح إلى تآكل الصخور ، مما يؤدي إلى إطلاق أيونات الفوسفات والمعادن الأخرى. يتم توزيع هذا الفوسفات غير العضوي في التربة والمياه.

- النباتات تأخذ الفوسفات غير العضوي من التربة من خلال جذورها. وبهذه الطريقة ، يدمجون الفوسفات في جزيئاتهم البيولوجية (الأحماض النووية والبروتينات) مما يسمح بنموهم وتطورهم..

- يمكن أن تستهلك النباتات من قبل الحيوانات العاشبة. بمجرد دخول الكائن الحي ، تتحلل الجزيئات التي تحتوي على الفسفور وتدمج مرة أخرى في الجزيئات العضوية للكائن العاشب.

- يمكن أن تستهلك الحيوانات آكلة اللحوم من الحيوانات آكلة اللحوم ، وبهذه الطريقة تنقل ذرات الفسفور إلى المستوى التالي من السلسلة الغذائية. يتم إرجاع الفوسفات الذي تمتصه هذه الحيوانات إلى التربة من خلال إفرازها.

- عندما يموت النبات أو الحيوان ، تتحلل أنسجته بواسطة مجموعة أخرى من الكائنات الحية تسمى التحلل. هذه الميكروبات تتحلل البقايا ، وبهذه الطريقة ، يتم إرجاع الفوسفات العضوي إلى التربة.

- يمكن أن ينتهي الفسفور الموجود في التربة بأجسام مختلفة من الماء وينتهي به المطاف في المحيط. بمجرد الوصول إليها ، يمكن دمجها في الكائنات المائية أو تسويتها لفترات طويلة.

أهمية الفوسفور للكائنات الحية

الحد من المغذيات

مثل الكربون والأكسجين والهيدروجين والنيتروجين ، يعد الفوسفور من العناصر الغذائية المحدودة لجميع أشكال الحياة ، مما يعني أن إمكانات نمو الكائن الحي محدودة بسبب توفر هذه المغذيات الحيوية.

أشكال الحمض النووي والحمض النووي الريبي

الفوسفور هو جزء من بنية الحمض النووي والحمض النووي الريبي. الشكل الحلزوني المزدوج للحمض النووي ممكن فقط لأن جزيئات الفوسفات تشكل جسر استر الفوسفات الذي يرتبط بالحلزون المزدوج.

نقل الطاقة

يعد الفوسفور ضروريًا أيضًا لنقل الطاقة في الخلايا ، وهو جزء أساسي من جزيئات تخزين الطاقة مثل ATP و ADP والناتج المحلي الإجمالي وغيرها..

أنه يعطي بنية لأغشية الخلايا

يوفر الفوسفور بنية لأغشية الخلايا. المكون الأساسي للأغشية البيولوجية هو جزيئات تسمى الفسفوليبيدات ، والتي تتشكل من أنواع مختلفة من الدهون المرتبطة بمجموعات الفوسفات.

إنه جزء من العظام

يوجد الفوسفور في العظام على شكل فوسفات الكالسيوم ويعطيها صلابة. وهو موجود أيضًا في مينا أسنان الثدييات وفي الهيكل الخارجي للحشرات.

المشاركة في التوازن

الفوسفور يعمل أيضا في الحفاظ على التوازن. بعض المركبات القائمة على الفوسفور هي مخازن مؤقتة مهمة ؛ أي أنها تساعد في الحفاظ على التوازن بين الأحماض والقواعد (pH) في الجسم.

ينظم النشاط الأنزيمي

الفوسفور ينظم نشاط الإنزيمات. يتم تنشيط (أو إلغاء تنشيط) العديد من الإنزيمات المهمة في عملية التمثيل الغذائي عن طريق إضافة مجموعات الفوسفات.

إشارة الارسال

الفوسفور ضروري أيضًا لنقل الإشارات داخل الخلايا.

تأثير الإنسان على دورة الفوسفور

لقد تفاعل الإنسان مع بيئته وأثر على العديد من العمليات الطبيعية ، بما في ذلك دورة الفسفور. تعمل الأنشطة البشرية على تغيير دورة الفسفور بشكل أساسي عن طريق إضافة المزيد من الفسفور إلى الأماكن التي لم يكن هناك فيها سوى القليل من التوافر في السابق.

استخدام الأسمدة

نظرًا لأن الفوسفات محدود جدًا في التربة بشكل طبيعي ، فغالبًا ما تنطوي الممارسات الزراعية الحديثة على استخدام الأسمدة التي تحتوي على الفوسفات غير العضوي.

عند إضافة الفسفور إلى النظام البيئي بشكل متكرر ، يتم فقد جزء كبير من هذا الفسفور لأنه يتم غسله سريعًا بالامطار والري.

لذلك ، ينتهي نقل الفسفور الزائد إلى المسطحات المائية (الأنهار والبحار والمحيطات) من خلال عملية تسمى الجريان السطحي.

المغذيات

تتراكم العناصر الغذائية التي يتم غسلها عن طريق الجريان السطحي في المسطحات المائية ، مما يؤدي إلى نمو كبير في الطحالب والعوالق. وتعرف هذه العملية بالتخثث.

يؤدي تكاثر هذه الكائنات إلى استنفاد جميع الأكسجين المتاح بسرعة ، مما يؤدي إلى التأثير على جميع الأنواع الأخرى في النظام البيئي.

وقد لوحظت هذه الظاهرة في النظم الإيكولوجية الصغيرة ، مثل أحواض بعض المزارع ، ولكن أيضًا في المسطحات المائية الضخمة ، مثل بحر البلطيق..

المياه العادمة واستخدام المنظفات

مصدر آخر مهم للفوسفور يأتي من مياه الصرف الصحي والمنظفات. كلاهما ينتهي بتدفق مجموعات الفوسفات إلى المسطحات المائية ، مما يزيد من عملية التخثث.

مراجع

1. Begon، M.، Townsend، C. & Harper، J. (2006). علم البيئة: من الأفراد إلى النظم الإيكولوجية (الطبعة الرابعة). بلاكويل للنشر.
2. تشابمان ، جيه آند ريس ، م. (1999). علم البيئة: المبادئ والتطبيقات (2nd إد.). مطبعة جامعة كامبريدج.
3. Enger، E.، Ross، F. & Bailey، D. (2007). مفاهيم في علم الأحياء (الطبعة الثانية عشرة). ماكجرو هيل.
4. مانهان ، س. (2004). الكيمياء البيئية (الطبعة الثامنة). CRC Press.
5. ميلر ، جي آند سبولمان ، س. (2007). العلوم البيئية: المشاكل ، الاتصالات والحلول (الطبعة الثانية عشرة). Cengage التعلم.
6. شميدت ، تي آند شاشتر ، م. (2012). موضوعات في علم الأحياء الدقيقة البيئية والبيئية (1st ed.). الصحافة الأكاديمية.
7. Solomon، E.، Berg، L. & Martin، D. (2004). علم الاحياء (الطبعة 7) Cengage التعلم.
8. Star، C.، Taggart، R.، Evers، C. & Starr، L. (2011). علم الأحياء: الوحدة وتنوع الحياة (القس إد). Cengage التعلم.
9. والين ، جيه آند سامبدرو ، إل (2010). التربة والبيئة والإدارة (1^شارع). CABI.