Các giai đoạn chu trình phốt pho và tầm quan trọng



các chu trình phốt pho là quá trình mà phốt pho di chuyển qua đá, nước, đất và sinh vật. Chu trình này, không giống như các chu trình hóa sinh khác, không đi qua không khí vì không có nhiều hợp chất khí dựa trên phốt pho.

Dự trữ phốt pho chính được tìm thấy trong nước của sông, hồ và đại dương (thủy quyển), mà còn trong trầm tích và đá (thạch quyển). Phốt pho rất cần thiết cho sự phát triển của thực vật và động vật, cũng như các vi khuẩn sống trong đất, dần cạn kiệt theo thời gian.

Chức năng sinh học chính của phốt pho là một phần của các phân tử sinh học quan trọng như axit nucleic (DNA và RNA), một số protein và lipid. Trong thực tế, các chuỗi DNA được hình thành bởi các liên kết este phốt phát.

Canxi photphat cũng là một thành phần quan trọng cho sự hình thành xương và răng của động vật có vú. Tương tự như vậy, nó tạo thành một phần cấu trúc của exoskeleton của côn trùng, màng phospholipids của tế bào và của nhiều chất chuyển hóa quan trọng như ATP.

Chu trình phốt pho là một quá trình cực kỳ chậm, vì phốt pho tồn tại trong một thời gian dài trong đá và trầm tích. Mưa và xói mòn giúp rửa phốt pho từ đá, trong khi trong đất, chất hữu cơ hấp thụ phốt pho sẽ được sử dụng cho các quá trình sinh học khác nhau.

Giống như tất cả các chu trình hóa sinh, không có sự bắt đầu hay kết thúc của chu trình phốt pho và chắc chắn không có một hướng di chuyển nào. Chu kỳ trái đất là các mạng phức tạp, nơi các tài nguyên di chuyển theo nhiều hướng.

Chỉ số

  • 1 giai đoạn của chu kỳ
  • 2 Tầm quan trọng của phốt pho đối với sinh vật sống
    • 2.1 Giới hạn chất dinh dưỡng
    • 2.2 Hình thành DNA và RNA
    • 2.3 Vận chuyển năng lượng
    • 2.4 Cung cấp cấu trúc cho màng tế bào
    • 2.5 Nó là một phần của xương
    • 2.6 Tham gia cân bằng nội môi
    • 2.7 Điều chỉnh hoạt động của enzyme
    • 2.8 Bộ phát tín hiệu
  • 3 Tác động của con người đến chu trình phốt pho
    • 3.1 Sử dụng phân bón
    • 3.2 phú dưỡng
    • 3.3 Nước thải và việc sử dụng chất tẩy rửa
  • 4 tài liệu tham khảo

Các giai đoạn của chu kỳ

- Theo thời gian, mưa và gió làm xói mòn các tảng đá, gây ra sự giải phóng các ion photphat và các khoáng chất khác. Phosphat vô cơ này được phân phối trong đất và nước.

- Cây lấy phốt phát vô cơ từ đất qua rễ của nó; bằng cách này, chúng kết hợp phốt phát với các phân tử sinh học (axit nucleic và protein) do đó cho phép sự tăng trưởng và phát triển của chúng.

- Cây có thể được tiêu thụ bởi động vật ăn cỏ. Một khi chúng xâm nhập vào sinh vật, các phân tử chứa phốt pho bị biến chất và kết hợp lại thành các phân tử hữu cơ của sinh vật ăn cỏ.

- Các động vật ăn cỏ có thể được ăn bởi động vật ăn thịt, và bằng cách này, chuyển các nguyên tử phốt pho đến cấp độ tiếp theo của chuỗi chiến lợi phẩm. Các phốt phát được hấp thụ bởi những động vật này được trả lại cho đất thông qua bài tiết.

- Khi thực vật hoặc động vật chết, các mô của nó bị phân hủy bởi một nhóm sinh vật khác gọi là phân hủy. Những vi khuẩn này làm suy giảm hài cốt và theo cách này, phốt phát hữu cơ được đưa trở lại đất.

- Photpho trong đất có thể kết thúc ở những vùng nước khác nhau và cuối cùng ở đại dương. Khi đó, nó có thể được đưa vào các sinh vật dưới nước hoặc định cư trong thời gian dài.

Tầm quan trọng của phốt pho đối với sinh vật sống

Giới hạn chất dinh dưỡng

Giống như carbon, oxy, hydro và nitơ, phốt pho là một chất dinh dưỡng hạn chế cho tất cả các dạng sống, điều đó có nghĩa là khả năng phát triển của một sinh vật bị hạn chế bởi sự sẵn có của chất dinh dưỡng quan trọng này.

Hình thành DNA và RNA

Phốt pho là một phần của cấu trúc của DNA và RNA. Dạng xoắn kép của DNA chỉ có thể do các phân tử phốt phát tạo thành cầu nối este phốt phát liên kết với chuỗi xoắn kép.

Vận chuyển năng lượng

Phốt pho cũng cần thiết cho việc vận chuyển năng lượng trong các tế bào, nó là một phần cơ bản của các phân tử lưu trữ năng lượng như ATP, ADP, GDP, trong số những thứ khác..

Nó tạo cấu trúc cho màng tế bào

Phốt pho cung cấp cấu trúc cho màng tế bào. Thành phần cơ bản của màng sinh học là các phân tử gọi là phospholipids, được hình thành bởi các loại lipit khác nhau liên kết với các nhóm phốt phát.

Nó là một phần của xương

Phốt pho được tìm thấy trong xương dưới dạng canxi photphat và mang lại cho nó độ cứng. Nó cũng có mặt trong men răng của động vật có vú và trong bộ xương của côn trùng.

Tham gia cân bằng nội môi

Phốt pho cũng hoạt động trong việc duy trì cân bằng nội môi. Một số hợp chất dựa trên phốt pho là chất đệm quan trọng; nghĩa là, chúng giúp duy trì sự cân bằng giữa axit và bazơ (pH) trong cơ thể.

Điều hòa hoạt động enzyme

Phốt pho điều chỉnh hoạt động của các enzyme. Nhiều enzyme quan trọng trong quá trình trao đổi chất được kích hoạt (hoặc khử hoạt tính) bằng cách thêm các nhóm phosphate.

Bộ phát tín hiệu

Phốt pho cũng rất cần thiết để truyền tín hiệu trong các tế bào.

Tác động của con người đến chu trình phốt pho

Con người đã tương tác với môi trường của nó và đã ảnh hưởng đến nhiều quá trình tự nhiên, bao gồm cả chu trình phốt pho. Các hoạt động của con người làm thay đổi chu trình phốt pho chủ yếu bằng cách thêm nhiều phốt pho vào những nơi ít có sẵn điều này trước đây.

Sử dụng phân bón

Do phốt phát khá hạn chế trong đất một cách tự nhiên, nên các thực hành nông nghiệp hiện đại thường liên quan đến việc áp dụng phân bón có chứa phốt phát vô cơ.

Khi phốt pho được thêm vào một hệ sinh thái rất thường xuyên, phần lớn lượng phốt pho này bị mất vì nó được rửa sạch nhanh chóng với những cơn mưa và tưới tiêu.

Do đó, phốt pho dư thừa cuối cùng được vận chuyển đến các vùng nước (sông, biển và đại dương) thông qua một quá trình gọi là dòng chảy.

Sự phú dưỡng

Các chất dinh dưỡng được rửa bằng dòng chảy tích tụ trong các vùng nước, gây ra sự tăng trưởng theo cấp số nhân của tảo và sinh vật phù du. Quá trình này được gọi là phú dưỡng.

Sự tăng sinh của các sinh vật này làm cho tất cả oxy có sẵn bị cạn kiệt nhanh chóng, cuối cùng ảnh hưởng đến tất cả các loài khác trong hệ sinh thái.

Hiện tượng này đã được quan sát thấy trong các hệ sinh thái nhỏ, chẳng hạn như ao của một số trang trại, mà còn trong các khối nước khổng lồ, như Biển Baltic..

Nước thải và sử dụng chất tẩy rửa

Một nguồn phốt pho quan trọng khác đến từ nước thải và chất tẩy rửa. Cả hai cuối cùng đều chảy các nhóm phốt phát của chúng vào trong nước, do đó làm tăng quá trình phú dưỡng.

Tài liệu tham khảo

  1. Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Sinh thái học: Từ cá nhân đến hệ sinh thái (Tái bản lần thứ 4). Xuất bản Blackwell.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Sinh thái học: Nguyên tắc và ứng dụng (Tái bản lần 2). Nhà xuất bản Đại học Cambridge.
  3. Tiếng Anh, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Các khái niệm trong sinh học (Tái bản lần thứ 12). Đồi McGraw.
  4. Manahan, S. (2004). Hóa học môi trường (Tái bản lần thứ 8). Báo chí CRC.
  5. Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Khoa học môi trường: Các vấn đề, kết nối và giải pháp (Tái bản lần thứ 12). Học hỏi.
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Các chủ đề trong Vi sinh thái và Môi trường (Tái bản lần 1). Báo chí học thuật.
  7. Solomon, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Sinh học (Tái bản lần thứ 7).
  8. Starr, C., Tag hành, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Sinh học: Sự thống nhất và đa dạng của cuộc sống (Sửa đổi.). Học hỏi.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Đất, sinh thái và quản lý (1thứ). CABI.