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Fasi del ciclo del fosforo e importanza
il ciclo del fosforo è il processo attraverso il quale il fosforo si muove attraverso rocce, acqua, suolo e organismi. Questo ciclo, a differenza di altri cicli biogeochimici, non passa attraverso l'aria perché non ci sono molti composti gassosi a base di fosforo.
La principale riserva di fosforo si trova nelle acque di fiumi, laghi e oceani (idrosfera), ma anche in sedimenti e rocce (litosfera). Il fosforo è essenziale per la crescita di piante e animali, così come per i microbi che abitano il suolo, che gradualmente si esaurisce nel tempo.
La principale funzione biologica del fosforo è quella di essere parte di importanti biomolecole come gli acidi nucleici (DNA e RNA), alcune proteine e lipidi. In effetti, i filamenti di DNA sono formati da legami di esteri fosforici.
Il calcio fosfato è anche un componente importante per la formazione delle ossa e dei denti dei mammiferi. Allo stesso modo, fa parte della struttura dell'esoscheletro degli insetti, delle membrane dei fosfolipidi cellulari e di molti importanti metaboliti come l'ATP.
Il ciclo del fosforo è un processo estremamente lento, dal momento che il fosforo rimane a lungo nelle rocce e nei sedimenti. La pioggia e l'erosione aiutano a lavare il fosforo dalle rocce, mentre nel suolo la materia organica assorbe il fosforo che verrà utilizzato per vari processi biologici.
Come tutti i cicli biogeochimici, non vi è alcun inizio o fine del ciclo del fosforo, e certamente non esiste una singola direzione di movimento. I cicli terrestri sono reti complesse in cui le risorse si muovono in più direzioni.
indice
- 1 fasi del ciclo
- 2 L'importanza del fosforo per gli esseri viventi
- 2.1 Limitare i nutrienti
- 2.2 Forma DNA e RNA
- 2.3 Trasporto di energia
- 2.4 Dà struttura alle membrane cellulari
- 2.5 Fa parte delle ossa
- 2.6 Partecipazione all'omeostasi
- 2.7 Regola l'attività enzimatica
- 2.8 Trasmettitore di segnale
- 3 Impatto dell'essere umano sul ciclo del fosforo
- 3.1 Uso di fertilizzanti
- 3.2 Eutrofizzazione
- 3.3 Acque reflue e uso di detergenti
- 4 riferimenti
Fasi del ciclo
- Nel tempo, pioggia e vento erodono le rocce, causando il rilascio di ioni fosfato e altri minerali. Questo fosfato inorganico è distribuito nel suolo e nell'acqua.
- Le piante prendono fosfato inorganico dal terreno attraverso le sue radici; in questo modo incorporano i fosfati alle loro molecole biologiche (acidi nucleici e proteine), permettendo così la loro crescita e sviluppo.
- Le piante possono essere consumate da animali erbivori. Una volta entrati nell'organismo, le molecole che contengono fosforo vengono degradate e incorporate di nuovo nelle molecole organiche dell'organismo erbivoro.
- Gli animali erbivori possono essere consumati dai carnivori, e in questo modo trasferiscono gli atomi di fosforo al livello successivo della catena trofica. I fosfati che sono stati assorbiti da questi animali sono restituiti al suolo attraverso l'escrezione.
- Quando la pianta o l'animale muore, i suoi tessuti vengono decomposti da un altro gruppo di organismi chiamati decompositori. Questi microbi degradano i resti e, in questo modo, il fosfato organico viene restituito al suolo.
- Il fosforo nel terreno può finire in diversi corpi d'acqua e infine finire nell'oceano. Una volta lì, può essere incorporato in organismi acquatici o sedimentari per lunghi periodi.
L'importanza del fosforo per gli esseri viventi
Nutriente limitante
Come il carbonio, l'ossigeno, l'idrogeno e l'azoto, il fosforo è un nutriente limitante per tutte le forme di vita, il che significa che il potenziale per la crescita di un organismo è limitato dalla disponibilità di questo nutriente vitale.
Conforme DNA e RNA
Il fosforo fa parte della struttura del DNA e dell'RNA. La forma a doppia elica del DNA è possibile solo perché le molecole di fosfato formano un ponte di estere fosfato che si lega alla doppia elica.
Trasporto di energia
Il fosforo è anche necessario per il trasporto di energia nelle cellule, è una parte fondamentale delle molecole di accumulo di energia come ATP, ADP, PIL, tra gli altri.
Dà struttura alle membrane cellulari
Il fosforo fornisce una struttura alle membrane cellulari. La componente fondamentale delle membrane biologiche sono le molecole chiamate fosfolipidi, che sono formate da diversi tipi di lipidi attaccati ai gruppi fosfato.
Fa parte delle ossa
Il fosforo si trova nelle ossa sotto forma di fosfato di calcio e gli conferisce la sua rigidità. È anche presente nello smalto dei denti dei mammiferi e nell'esoscheletro degli insetti.
Partecipazione all'omeostasi
Il fosforo funziona anche nel mantenimento dell'omeostasi. Alcuni composti a base di fosforo sono importanti tamponi; cioè, aiutano a mantenere l'equilibrio tra acidi e basi (pH) nel corpo.
Regola l'attività enzimatica
Il fosforo regola l'attività degli enzimi.Molti enzimi importanti nel metabolismo sono attivati (o disattivati) dall'aggiunta di gruppi fosfato.
Trasmettitore di segnale
Il fosforo è anche essenziale per la trasmissione dei segnali all'interno delle cellule.
Impatto dell'essere umano sul ciclo del fosforo
L'essere umano ha interagito con il suo ambiente e ha influenzato molti processi naturali, compreso il ciclo del fosforo. Le attività umane alterano il ciclo del fosforo principalmente aggiungendo più fosforo in luoghi in cui prima c'era poca disponibilità di fosforo.
Uso di fertilizzanti
Poiché i fosfati sono piuttosto limitati nel suolo in modo naturale, le pratiche agricole moderne spesso comportano l'applicazione di fertilizzanti contenenti fosfati inorganici.
Quando il fosforo viene aggiunto a un ecosistema molto frequentemente, gran parte di questo fosforo viene perso perché viene lavato rapidamente con le piogge e l'irrigazione.
Pertanto, il fosforo in eccesso finisce per essere trasportato in corpi idrici (fiumi, mari e oceani) attraverso un processo chiamato deflusso.
eutrofizzazione
I nutrienti lavati dal deflusso si accumulano nei corpi idrici, causando la crescita esponenziale di alghe e plancton. Questo processo è noto come eutrofizzazione.
La proliferazione di questi organismi fa sì che tutto l'ossigeno disponibile si esaurisca rapidamente, il che finisce per colpire tutte le altre specie nell'ecosistema.
Questo fenomeno è stato osservato in piccoli ecosistemi, come gli stagni di alcune fattorie, ma anche in enormi specchi d'acqua, come il Mar Baltico.
Acque reflue e l'uso di detergenti
Un'altra importante fonte di fosforo proviene da acque reflue e detergenti. Entrambi finiscono per riversare i loro gruppi fosfato nei corpi idrici, aumentando così il processo di eutrofizzazione.
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