Tahap dan Kepentingan Tahap Fosforus



The kitaran fosforus adalah proses di mana fosforus bergerak melalui batu, air, tanah dan organisma. Kitaran ini, tidak seperti kitaran biogeokimia lain, tidak melepasi udara kerana tidak banyak sebatian gas berdasarkan fosforus.

Rizab fosforus utama ditemui di dalam air sungai, tasik dan lautan (hidrosfera), tetapi juga di sedimen dan batu (litosfera). Fosforus adalah penting untuk pertumbuhan tumbuh-tumbuhan dan haiwan, serta untuk mikrob yang mendiami tanah, yang beransur-ansur berkurang dari masa ke masa.

Fungsi fosforus utama fosforus adalah untuk menjadi sebahagian daripada biomolekul penting seperti asid nukleat (DNA dan RNA), beberapa protein dan lipid. Malah, helai DNA dibentuk oleh ikatan ester fosfat.

Kalsium fosfat juga merupakan komponen penting untuk pembentukan tulang mamalia dan gigi. Begitu juga, ia menjadi sebahagian daripada struktur ekosistem serangga, membran fosfolipid sel dan banyak metabolit penting seperti ATP.

Kitaran fosforus adalah proses yang amat perlahan, kerana fosforus kekal lama dalam batuan dan sedimen. Hujan dan hakisan membantu membasuh fosforus dari batuan, manakala di dalam tanah bahan organik menyerap fosforus yang akan digunakan untuk pelbagai proses biologi.

Seperti semua kitaran biogeokimia, tidak ada permulaan atau pengakhiran kitaran fosforus, dan tentunya tidak ada gerakan pergerakan tunggal. Kitaran bumi adalah rangkaian yang kompleks di mana sumber-sumber bergerak dalam pelbagai arah.

Indeks

  • 1 Peringkat kitaran
  • 2 Kepentingan fosforus untuk makhluk hidup
    • 2.1 Mengehadkan nutrien
    • 2.2 Borang DNA dan RNA
    • 2.3 Pengangkutan tenaga
    • 2.4 Memberi struktur ke membran sel
    • 2.5 Ia adalah sebahagian daripada tulang
    • 2.6 Penyertaan dalam homeostasis
    • 2.7 Mengawal aktiviti enzimatik
    • 2.8 Pemancar isyarat
  • 3 Kesan manusia pada kitaran fosforus
    • 3.1 Penggunaan baja
    • 3.2 Eutrophication
    • 3.3 Air kotor dan penggunaan detergen
  • 4 Rujukan

Peringkat kitaran

- Dari masa ke masa, hujan dan angin mengikis batuan, menyebabkan pembebasan ion fosfat dan mineral lain. Fosfat bukan organik ini diedarkan di dalam tanah dan air.

- Tumbuhan mengambil fosfat bukan organik dari tanah melalui akarnya; dengan cara ini mereka menggabungkan fosfat ke molekul biologi mereka (asid nukleik dan protein) sehingga membolehkan pertumbuhan dan perkembangan mereka.

- Tumbuhan boleh dimakan oleh haiwan herbivora. Sebaik sahaja mereka masuk ke dalam organisma, molekul yang mengandungi fosforus telah direndahkan dan dimasukkan semula ke dalam molekul organik organisma herbivora.

- Haiwan herbivor boleh dimakan oleh karnivor, dan dengan cara ini memindahkan atom fosfor ke tahap seterusnya rantai tropis. Fosfat yang diserap oleh haiwan ini dikembalikan ke tanah melalui ekskresi.

- Apabila tumbuhan atau haiwan mati, tisunya dihancurkan oleh kumpulan organisma lain yang dipanggil pengurai. Mikrob ini merendahkan mayat dan, dengan cara ini, fosfat organik dikembalikan ke tanah.

- Fosforus di dalam tanah boleh berakhir di dalam badan yang berlainan air dan akhirnya berakhir di lautan. Sekali di sana, ia boleh dimasukkan ke dalam organisma akuatik atau diselesaikan untuk jangka masa yang panjang.

Kepentingan fosforus untuk makhluk hidup

Mengehadkan nutrien

Seperti karbon, oksigen, hidrogen dan nitrogen, fosforus adalah nutrien yang terhad untuk semua bentuk kehidupan, yang bermaksud bahawa potensi pertumbuhan organisma adalah terhad oleh ketersediaan nutrien penting ini.

Borang DNA dan RNA

Fosforus adalah sebahagian daripada struktur DNA dan RNA. Bentuk heliks ganda DNA mungkin hanya kerana molekul fosfat membentuk jambatan ester fosfat yang mengikat helix ganda.

Pengangkutan tenaga

Fosfor juga diperlukan untuk mengangkut tenaga dalam sel, ia adalah bahagian asas molekul penyimpanan tenaga seperti ATP, ADP, KDNK, dan lain-lain..

Ia memberikan struktur kepada membran sel

Fosforus memberikan struktur kepada membran sel. Komponen utama membran biologi adalah molekul yang dipanggil fosfolipid, yang dibentuk oleh pelbagai jenis lipid yang dikaitkan dengan kumpulan fosfat.

Ia adalah sebahagian daripada tulang

Fosforus terdapat di dalam tulang dalam bentuk kalsium fosfat dan memberikannya ketegaran. Ia juga terdapat dalam enamel gigi mamalia dan dalam ekosistem seroskeleton.

Penyertaan dalam homeostasis

Fosforus juga berfungsi dalam penyelenggaraan homeostasis. Sesetengah sebatian berasaskan fosforus adalah buffer penting; iaitu, mereka membantu mengekalkan keseimbangan antara asid dan asas (pH) dalam badan.

Mengatur aktiviti enzimatik

Fosfor mengawal aktiviti enzim. Banyak enzim penting dalam metabolisme diaktifkan (atau dinyahaktifkan) dengan penambahan kumpulan fosfat.

Pemancar isyarat

Fosfor juga penting untuk penghantaran isyarat dalam sel.

Kesan manusia pada kitaran fosforus

Manusia telah berinteraksi dengan persekitarannya dan telah mempengaruhi banyak proses semulajadi, termasuk siklus fosforus. Aktiviti manusia mengubah kitaran fosforus dengan menambahkan lebih banyak fosforus ke tempat-tempat di mana terdapat sedikit ketersediaan ini sebelum ini.

Penggunaan baja

Oleh kerana fosfat agak terhad dalam tanah secara semulajadi, amalan pertanian moden sering melibatkan penggunaan baja yang mengandungi fosfat bukan organik.

Apabila fosforus ditambah ke ekosistem sangat kerap, kebanyakan fosforus ini hilang kerana ia dibasuh cepat dengan hujan dan pengairan.

Oleh itu, lebihan fosforus akhirnya diangkut ke badan-badan air (sungai, laut dan lautan) melalui proses yang disebut larian.

Eutrophication

Nutrien yang dibasuh oleh limpahan terkumpul di dalam badan air, menyebabkan pertumbuhan eksponen alga dan plankton. Proses ini dikenali sebagai eutrophication.

Perkembangan organisma ini menyebabkan semua oksigen yang ada dapat dikurangkan dengan cepat, yang akhirnya mempengaruhi semua spesies lain dalam ekosistem.

Fenomena ini telah diperhatikan dalam ekosistem kecil, seperti kolam beberapa ladang, tetapi juga di dalam badan besar air, seperti Laut Baltik..

Air kumbahan dan penggunaan detergen

Satu lagi sumber fosfor penting berasal dari air kumbahan dan detergen. Kedua-duanya berakhir mengalir kumpulan fosfat mereka ke dalam badan air, sehingga meningkatkan proses eutrophication.

Rujukan

  1. Begon, M., Townsend, C. & Harper, J. (2006). Ekologi: Dari individu ke Ekosistem (Edisi ke-4). Blackwell Publishing.
  2. Chapman, J. & Reiss, M. (1999). Ekologi: Prinsip dan Aplikasi (Ed ed.). Cambridge University Press.
  3. Enger, E., Ross, F. & Bailey, D. (2007). Konsep dalam Biologi (12 ed.). McGraw-Hill.
  4. Manahan, S. (2004). Kimia Alam Sekitar (Ed ed.). CRC Press.
  5. Miller, G. & Spoolman, S. (2007). Sains Alam Sekitar: Masalah, Sambungan dan Penyelesaian (12 ed.). Pembelajaran Cengage.
  6. Schmidt, T. & Schaechter, M. (2012). Topik dalam Mikrobiologi Ekologi dan Alam Sekitar (Ed ed.). Akademik Akhbar.
  7. Salomo, E., Berg, L. & Martin, D. (2004). Biologi (7 ed.) Pembelajaran Cengage.
  8. Starr, C., Taggart, R., Evers, C. & Starr, L. (2011). Biologi: Perpaduan dan Kepelbagaian Kehidupan (Rev. ed.). Pembelajaran Cengage.
  9. Whalen, J. & Sampedro, L. (2010). Tanah, ekologi dan pengurusan (1st). CABI.