Den fosforbiogeokemiska cykeln har lidit mer och mer mänskliga störningar

För att förstå hur fosforcykeln fungerar först måste du känna till dess huvudkomponent: fosfor (P). Fosfor är ett kemiskt grundämne som reagerar mycket enkelt med andra. Av denna anledning finns det inte naturligt utan att vara kopplat till något annat element. Det är också en av de viktigaste komponenterna i naturen - för att ge dig en uppfattning, har den andra platsen (strax bakom kalcium) i överflöd i mänskliga vävnader.

Funktioner i kroppen

I organismer är det också en väsentlig komponent i celler, som är en del av DNA- och RNA-molekylerna. Några av dess funktioner i organismen är:

vara en del av strukturen av ben och tänder (ger dem större styrka);
delta i reaktioner med organiska molekyler bildade av väte, syre och kol (kallade glycider);
agera i muskelsammandragning.

Några av de viktigaste kolhydraterna är glukos, sackaros, stärkelse och cellulosa.

Det enklaste

Den biogeokemiska cykeln (så kallad för att den omfattar både den kemiska, geologiska och biologiska delen av ekosystemet) av fosfor anses vara en av de enklaste, och detta beror på det faktum att detta element inte finns i atmosfären utan istället dessutom beståndsdel av jordskorpans stenar. Av denna anledning klassificeras dess cykel inte som atmosfärisk, som till exempel med kvävecykeln. I det här fallet klassificeras det som sedimentärt.

En annan anledning som gör att den anses vara den enklaste biogeokemiska cykeln är att den enda fosforföreningen som är väldigt viktig för levande varelser är fosfat, sammansatt av en fosforatom med tre syre (PO43-).

Fosfatgrupper

I förhållande till levande celler är en viktig funktion hos fosfatgrupper deras prestanda som energilager. Denna energi lagras i kemiska bindningar av ATP-molekyler, adenosintrifosfat, från metabolismen (eller nedbrytningen) av kolhydratmolekylerna; en process som genererar energi. Denna lagrade energi kan sedan överföras för att utföra vilken som helst cellulär process.

Samma fosfatgrupper kan också aktivera och avaktivera cellulära enzymer som katalyserar olika kemiska reaktioner. Dessutom är fosfor också viktigt för bildandet av molekyler som kallas fosfolipider, som är huvudkomponenterna i cellmembran; membran som omger cellerna externt med tre huvudfunktioner: beläggning, skydd och selektiv permeabilitet (väljer vilka ämnen som kommer in och lämnar cellen).

Cykeln

Den huvudsakliga fosforbehållaren i naturen är stenar, som bara släpps ut från dem genom väderbildning. Vittring är en uppsättning fenomen (vare sig fysiska, kemiska eller biologiska) som leder till nedbrytning och förändring av den kemiska och mineralogiska sammansättningen av stenarna, förvandlar dem till jord, frigör fosfat.

Eftersom det är en löslig förening, transporteras den lätt till floder, sjöar och hav genom lakningsprocessen (solubilisering av de kemiska beståndsdelarna i ett berg, mineral eller jord genom en vätskas verkan, såsom regn) eller införlivas i organismer Levande.

Denna införlivande sker i växter genom absorption av fosfat genom jorden. Således används den av organismer vid bildandet av organiska fosfatföreningar som är livsviktiga (hädanefter kallas organiskt fosfat). I djurorganismer kommer fosfat in genom direkt vattenintag och genom bioförstoring (en process där koncentrationen av en förening ökar längs livsmedelskedjan).

Sönderdelningen av organiskt material genom nedbrytning av organismer gör att organiskt fosfat återförs till jorden och vattnet i sin oorganiska form.

De mikroorganismer som finns i jorden spelar i sin tur viktiga roller i fosforcykeln och i dess tillgänglighet för växter genom följande faktorer:

Införlivande av fosfor i mikrobiellt organiskt material;
Solubilisering av oorganisk fosfor;
Förening mellan växter och svampar;
Mineralisering av organisk fosfor.

Införlivande av fosfor i mikrobiellt organiskt material

När fosfor inkorporeras i levande organismer kan den immobiliseras, det vill säga den "fastnar", och under denna period avbryts dessa molekylers cykel. Dess släpp, så att cykeln kan fortsätta, kan hända genom följande fenomen:

Störning av mikrobiella celler;
Klimatvariationer och markhantering;
Interaktioner med mikrofaunaen, som vid utfodring av mikroorganismer frigör olika näringsämnen i jorden.

Det finns några fördelar med att införliva fosfor i levande organismer. Till exempel undviker denna process dess fixering under långa perioder i jordmineraler (från vilka den bara skulle avlägsnas genom väderbildning), vilket ökar effektiviteten av fosfatgödsling.

Solubilisering av oorganisk fosfor

Bakterier och svampar, inklusive mycorrhizae, utsöndrar organiska syror som fungerar genom direkt upplösning av oorganisk fosfor.

Många jordmikroorganismer beskrivs som förmåga att lösa upp olika typer av bergfosfater;
Den största mekanismen för solubilisering är verkan av organiska syror som syntetiseras av bakterier.
Dessa syror som produceras av organismer är stora generatorer av H + -joner, som kan lösa mineralfosfat och göra det tillgängligt för växter.

Förening mellan växter och svampar

Det sker genom mycorrhizae, som är bakterier associerade med växtrötter som främjar ömsesidighet mellan växtrötter och jordsvampar, så att växten ger energi och kol till svamparna genom fotosyntes, och de återvänder absorbera mineral näringsämnen och överföra dem till växtrötter.

Mineralisering av organisk fosfor

Förutom fosfor av mikrobiellt organiskt material är rollen som fosfat som solubiliserar mikroorganismer och svampar som är associerade med rötter, produktionen av enzymer av vissa mikroorganismer och växter ansvarig för mineraliseringen av organisk fosfor, som omvandlas till organisk fosfor. oorganisk fosfor.

En gång i sjöar och hav kan fosfor, förutom att absorberas av organismer, införlivas i klipporna och stänga cykeln.

Fosforcykeln tenderar att vara lång. En enda atom kan spendera upp till 100 000 år på att cyklas tills den sätter sig igen och genererar stenarna. Fosfor kan förbli förknippat med sediment i mer än 100 miljoner år.

Problem

Mänsklig aktivitet förändrar alltmer den naturliga cykeln för detta makronäringsämne, antingen genom aktiviteter som gruvdrift eller den breda användningen av gödselmedel.

Överskottet av fosfor när det lakas ut i vattendrag ökar biotillgängligheten för detta näringsämne i vattenmiljön och kan därmed intensifiera utvecklingen av alger. Ett ökande antal alger i en sjö, till exempel, minskar mängden ljus som tränger igenom denna miljö (drastiskt minskar den trofiska zonen), vilket skadar andra lokala organismer. Denna process kallas övergödning (du kan läsa mer om påverkan av användning av gödselmedel på övergödningsprocessen i artikeln: "Vad är gödselmedel?").