Cyklus dusíka a jeho význam

Cyklus dusíka a jeho význam

V dusíkovom cykle

Cyklus dusíka je jedným zo základných biologických cyklov, ktoré sú nevyhnutné na udržanie ekosystému na Zemi. Tento obeh používa dusík a recyklovaný. Je to rozhodujúci význam, pretože dusík je jedným z najdôležitejších prvkov pre život a rast všetkých organizmov.

Úloha dusíka

Dusík je nevyhnutnou súčasťou života. Je potrebné tvoriť aminokyseliny, ktoré predstavujú základ proteínov. Základom je aj dusík na tvorbu nukleotidov, ktoré sú zase stavebné bloky DNA a RNA, t.j. naša dedičná látka. Dokonca aj pri tvorbe chlorofylu, ktorý je potrebný na fotosyntézu v rastlinách, zohráva dusík rozhodujúcu úlohu.

Napriek obrovskému množstvu dusíka v atmosfére - pozostáva z asi 78% plynu dusíka (N2) - väčšina života nemôže tento dusík použiť priamo. Dôvodom je skutočnosť, že atómy dusíka v N2 sú navzájom silne spojené s trojnásobnou väzbou. Konverzia alebo „fixácia“ tohto atmosférického dusíka do použiteľnej formy si preto vyžaduje značné energetické výdavky.

fixácia dusíka

Fixácia dusíka je proces, v ktorom sa atmosférický dusík premieňa na použiteľné zlúčeniny dusíka špecializovanými mikroorganizmami - takzvaným fixátorom dusíka. Tieto mikroorganizmy sú zvyčajne baktérie, ktoré buď žijú voľne v prostredí, alebo v symbióze (druh partnerstva) s rastlinami.

Fixácia dusíka sa uskutočňuje premenou N2 na amoniak (NH3), čo je mimoriadne spotrebujúce energiu. Tento proces je umožnený enzýmom nitrogenázou, ktorá má schopnosť prelomiť silnú trojicu v N2. Hneď ako je dusík k dispozícii v tejto forme, rastliny ho môžu previesť na aminokyseliny, a tak tvoriť proteíny.

Dusíkový cyklus podrobne

Cyklus dusíka sa skladá z niekoľkých vzájomne prepletených procesov, ktoré sa neustále odvádzajú v prírode. Okrem už spomínanej fixácie dusíka ide o nitrifikáciu, denitrifikáciu a amonifikáciu.

nitrifikácia

Nitrifikácia je proces, ktorý beží v dvoch krokoch a je prevedený na dusičnan (NO3-) amoniakom (NH3). Táto konverzia je tiež vedená baktériami. V prvom kroku sa amoniak premení na dusitan (NO2) a v druhom kroku do dusičnanu. Dusičnan je preferovaným zdrojom dusíka pre mnoho rastlín.

Ammonifikácia

Amonifikácia je proces, v ktorom sa mŕtva biomasa premieňa na amoniak alebo amónny hubami a baktériami. Zvyčajne sa to deje v zemi a je dôležitým zdrojom dostupného dusíka.

denitrifikácia

Denitrifikácia je opakom nitrifikácie a fixácie dusíka. Toto je proces, v ktorom sa dusičnan premieňa na atmosférický dusík opäť podmienkami nízkych oxygénu. Tento proces sa môže uskutočniť na podlahách a vode s nízkym obsahom oxygenu a vedie k dusíku z ekosystémov a vracia sa späť do atmosféry.

Vplyv ľudského na cyklus dusíka

Človek významne ovplyvnil prírodný cyklus dusíka prostredníctvom mnohých aktivít. Najmä priemyselná extrakcia dusíka na výrobu hnojív a spaľovanie fosílnych palív znamenala, že predtým viazal dusík do životného prostredia ako reaktívny dusík.

nadmerne -fertilizácia

Výroba a nadmerné používanie hnojiva dostanú veľkú časť tohto reaktívneho dusíka do životného prostredia. To môže viesť k nadmernej hnistizácii a tým k eutrofizácii vôd. To znamená, že príliš veľa živín sa dostane do vôd, čo nesmierne urýchľuje rast určitých rastlín a rias. Keď tieto rastliny a riasy zomrú, ich rozklad vedie k nedostatku kyslíka vo vode - s ničivými následkami pre námorníctvo.

end

Cyklus dusíka je biologicky a chemicky komplexný proces, ktorý má pre život na Zemi zásadný význam. Bez cyklu dusíka by neboli k dispozícii základné zlúčeniny dusíka, ktoré potrebujú všetky formy života. Je však dôležité, aby sme koordinovali naše činnosti, aby sme neohrozili prirodzenú rovnováhu tohto cyklu. Naše chápanie cyklu dusíka a jeho význam je preto rozhodujúce na udržanie rozmanitosti života na našej planéte.