Биогеохемијски процеси

живим бићима је неопходна и унутрашња енергија како би остварили своје животне активности. Унутрашњу енергију добијају преко хране, а у храну доспева преко биљака. Биљке у процесу фотосинтезе користе енергију из спољашње средине и користе је за синтезу органских материја, које представљају складиште хемијске енергије. Сва остала жива бића(животиње, гљиве, микроорганизми) могу опстати само на рачун те хемијске енергије. Код њих се у процесу ћелијског дисања ослобађа енергија хемијских веза акумулирана у шећерима и другим угљеним хидратима. У том процесу долази до раскидања веза дејством кисеоника и ослобађа се енергија која се може користити за све животне активност, а део енергије ослобађа се у виду топлоте која напушта организам и одлази у атмосферу. Процес кружења енергије обухвата неколико фаза: Улазак енергије у биоценозу у процесу фотосинтезе користећи енергију Сунчевог зрачења Преношење енергије са једног на следећи трофички ниво у процесима исхране Употреба енергије хемијских веза и ослобађање дела енергије у виду топлоте у процесима ћелијског дисања који се одвија на свим нивоима трофичке пирамиде На овај начин, енергија константно протиче кроз живу компоненту екосистема. Друга и трећа фаза протицања енергије кроз живу компоненту екосистема не би биле оствариве у случају да је количина материје на нашој Земљи ограничена. Врло брзо би се све укупне количине материје истрошиле и живот свих живих организама био би угрожен, а затим и угашен услед недостатка потребних ресурса. Из тог разлога било је од изузетног значаја пронаћи начин да до тога не дође. Као оптималан начин циклуси кружења заузели су прво место. Захваљујући управо том кружењу, све потребне материје константно круже у различитим облицима и обнављају се, тако да је избегнут њихов нестанак и окончање живота живог света на планети. Најважнији циклуси у природи јесу: Циклус азота Циклус угљеника Циклус кисеоника Циклус воде == Циклус азота == Азот је хемијски елемент од изузетне важности за живе организме. Улази у састав протеина и нуклеинских киселина. У гасовитом стању, азот чини знатан део читаве атмосфере, чак четири петине. Проблем за живе организме представља немогућност употребе гасовитог азота, разлог томе јесу прејаке везе између два атома азота који граде молекул тог гаса. Из тог разлога, биљке азот узимају из земљишта, где се он налази у облику различитих соли(нитрата, амонијум-јона), прерађују га и користе за синтезу сопствених амино-киселина. Хранећи се биљкама, други организми уносе протеине из биљака, као и њихове аминокиселине, затим их користе за синтезу својих протеина који имају бројне значајне улоге. === Азотофиксација === Поред тога што еукариотски организми немају способност усвајања гасовитог азота, постоје организми који ту способност поседују и имају веома значајну улогу у свим екосистемима. Прокариоти попут цијанопрокариота имају могућност редукције гасовитог азота који прелази у амонијак помоћу водоника из редукованог НАД(никотинамидадениндинуклеотида) у процесу респирације. Амонијак у облику амонијум-јона комбинује се са органским киселинама и даје аминокиселине од којих су изграђене неке од најзначајнијих компонената у живим организмима. Дакле, ови организми су азотофиксатори, тј.имају способност раскидања веза гасовитог динитрогена(N2) и усвајају гасовити азот из атмосфере. Сам процес означава се као азотофиксација. Поједини азотофиксатори могу се наћи у плитким барама и земљишту. Пример су модрозелене алге(цијанопрокариоти). Кончаста зелена алга Anabaena насељава све делове Земље где има довољно влаге и светлости за њено преживљавање. У тропским и суптропским пределима азотофиксирајући организми врше азотофиксацију, а сав усвојени гасовити азот након њихове смрти и разградње ћелија се ослобађа у земљиште. Азот у земљишту постаје доступан еукариотским организмима, пре свега зеленим биљкама, чиме је укупна органска продукција у тропским и суптропским пределима висока. Велику корист од азотофиксатора има агрикултура. Постоје азотофиксатори који су успоставили симбионтске односе са другим организмима. Једна од њих свакако је бактерија Rhizobium која живи у земљишту и храни се сапрофитски. Она може ступити у везу са ћелијама коре корена легуминоза, тј. биљака из фамилије Fabaceae(боранија, грашак...). Бактерија у корену тих биљака проузрокује промене које се манифестују у виду квржица и налазе око "инфицираних ћелија". У квржицама се стварају веома повољни услови за раст и размножавање те бактерије. Захваљујући таквим условима, бактерије синтетишу ензим нитрогеназу, тј. ензим који редукује гасовити азот у амонијак. Мутуалистички однос огледа се у томе што бактерија за синтезу овог ензима, као и за све остале животне процесе добија енергију из шећера које синтетише биљка у чијем корену се налази. Са друге стране, биљка користи аминокиселине које синтетише бактерија. На тај начин, биљка ће бити у могућности да се неометано развија и расте на подлогама које су иначе сиромашне азотом и његовим једињењима. Други начин доласка азота до земљишта не подразумева азотофиксацију нити посредство живих организама. Највећу улогу у овом процесу имају абиотички фактори. Под дејством светлосне и електричне енергије муња у атмосфери, долази до формирања амонијака због реакције водоника са азотом. Тако настао амонијак бива спран кишама и на тај начин долази до земљишта. === Азот у земљишту == Постоје и хемосинтетски организми који се могу наћи у земљишту. Хемосинтетске бактерије способне су да на рачун хемијске енергије синтетишу органске материје, првенствено шећере. За хемосинтетске процесе неопходна су и азотова једињења из земљишта.

Source: original