يعتمد المحيط الحيوي على عدة دورات بيوجيوكيميائية ضرورية لحسن سير الحياة. من ناحية ، لدينا ملف دورة الكربون مما يضمن التدفق المستمر للمغذيات للكائنات الحية. من ناحية أخرى ، لدينا ملف دورة النيتروجين. تعتمد جميع الكائنات الحية على هذه الدورة البيوجيوكيميائية للنمو والتطور.
لذلك ، سنخصص هذه المقالة لنخبرك بجميع خصائص وأهمية دورة النيتروجين.
ما هي دورة النيتروجين
بل هو مجموعة من العمليات الكيميائية والبيولوجية التي تسمح بتزويد الكائنات الحية بالنيتروجين لتنميتها. هناك خزانات ومراحل مختلفة ولها أهمية كبيرة لحياة الإنسان على هذا الكوكب. كما هو الحال مع دورة الكربون ، هناك مصادر لانبعاث هذا العنصر ومصادر الامتصاص. يجب أن يكون توازن النيتروجين العالمي مستقرًا حتى تعمل الأشياء بشكل صحيح. نظرًا لأن البشر يتسببون في تأثيرات بيئية مختلفة على نطاق عالمي ، فإن دورة النيتروجين هذه تتأثر بشكل خطير.
من بين الخصائص التي نجدها لهذه الدورة البيوجيوكيميائية نرى أصلها. ينشأ من تكوين نوى ذرية جديدة وعناصر كيميائية غير معدنية في حالة غازية. تتجلى هذه الدورة في أشكال كيميائية عضوية وغير عضوية مختلفة. يبدأ تشغيل هذه العناصر من فقدان الإلكترونات التي يجعل من الممكن صنع الأحماض الأمينية والحمض النووي والبروتينات. بفضل هذه التركيبة ، تلعب دورة النيتروجين دورًا أساسيًا في نمو النباتات وأنسجة الكائنات الحية.
نظرًا لأن هذه الدورة البيوجيوكيميائية أساسية لتطور الحياة ، يجب أن نتعلم كيفية الحفاظ عليها.
خزانات النيتروجين على نطاق عالمي
سنقوم بتحليل خزانات النيتروجين حول الكوكب. الجزء الأول من هذا الخزان هو الغلاف الجوي. وجود النيتروجين في الغلاف الجوي إنها 78٪ وهي الغالبية العظمى من كل هذه الطبقة من الهواء. على الرغم من أن النيتروجين خامل ولا يؤدي أي نوع من التفاعل مع باقي الغازات ، إلا أنه يؤدي دوره في كل هذا.
تم العثور على الجزء الآخر من خزان النيتروجين في الصخور الرسوبية. توجد كمية 21٪ نيتروجين ممزوج بالمواد العضوية وينتشر في جميع أنحاء المحيطات. دعونا لا ننسى أنه في الحياة البحرية هناك حاجة أيضًا إلى النيتروجين للتمكن من التطور بشكل صحيح. هناك العديد من الكائنات الحية التي تحتاج إلى النيتروجين في حياتها اليومية لتتمكن من أداء وظائفها.
الجزء الأخير من خزان النيتروجين هو الكائنات الحية الدقيقة. الكائنات الحية الدقيقة المشاركة في دورة النيتروجين هي مثبتات ، نترات ومزيلات النتروجين. المثبتات هي تلك التي تثبت النيتروجين في جسمك وفي جسم آخر. النترات هي تلك التي تتغذى على النيتروجين كجزء من باقي المادة العضوية. أجهزة إزالة النتروجين هي تلك التي تزيل النيتروجين نتيجة لبعض التفاعلات الكيميائية.
مراحل دورة النيتروجين
سوف يتناوب النيتروجين في جميع أجزائه من الدورة. خلال دورة النيتروجين ، نجد مراحل مختلفة يأخذ فيها هذا الغاز علاقة أو بأخرى. دعنا نحلل ما هي المراحل الرئيسية لدورة النيتروجين:
- تثبيت: في هذه المرحلة ، يتم الحصول على النيتروجين الموجود في الغلاف الجوي من قبل جميع الكائنات الحية التي يمكنها استخدامه بالطريقة اللاأحيائية. الطريقة اللاأحيائية هي الطريقة التي لا توجد بها حياة ، مثل الطاقة الكهربائية الموجودة في البرق والإشعاع الكوني. من ناحية أخرى ، لدينا المسار الحيوي ، وهو الجزء الذي يتم فيه الحصول على النيتروجين من الكائنات الحية الدقيقة الموجودة في التربة.
- الاستيعاب: خلال هذه المرحلة تبرز النترات. هنا تلعب النباتات دورًا أساسيًا. يتم تقليل النترات إلى نتريت في سيتوبلازم الخلايا النباتية. يتم دمج هذا من خلال جذور النباتات. تستخدم هذه الكائنات الحية النيتروجين كغذاء من أجل النمو والتكاثر.
- Ammonification: إنها مرحلة دورة النيتروجين حيث يتم تحويل النيتروجين إلى أيون الأمونيوم بسبب عمل الكائنات الحية الدقيقة الهوائية.
- النترتة: إنه جزء من العملية يتكون من الأكسدة البيولوجية للأمونيوم بواسطة الكائنات الحية الدقيقة الهوائية. تسمح النترجة لنيتروجين الأمونيا بالعودة إلى التربة لتستخدمها النباتات في النيتريك.
- الشلل: إنها العملية المعاكسة للنترجة.
- نزع النتروجين: إنها عملية التثبيت المعاكسة. في هذه الحالة ، فإن التنفس اللاهوائي (في حالة عدم وجود الأكسجين) هو ما يعيد النيتروجين إلى الغلاف الجوي والنترات المذابة في الماء. نزع النتروجين هو المرحلة الأخيرة من دورة النيتروجين حيث يعود كل شيء إلى أصله.
أهمية
أخيرًا ، سنقوم بتحليل أهمية دورة النيتروجين لتطور الحياة كما نعرفها. كما ذكرنا من قبل ، فإن دورة النيتروجين ذات أهمية كبيرة للكائنات الحية وستكون دائمًا قابلة للاستخدام بيولوجيًا من قبلهم. إنه ضروري لتصنيع الحمض النووي والأحماض الأمينية والبروتينات والأحماض النووية. كما أنه يصبح عنصرًا أساسيًا لتطوير وإنتاجية الزراعة. دعونا لا ننسى أن الغالبية العظمى من الأسمدة المستخدمة في الزراعة لنمو المحاصيل السريع تتكون من النيتروجين.
تتضمن هذه الدورة كل حركة للنيتروجين من الغلاف الجوي ، حيث يكون هذا العنصر أكثر وفرة ، والمحيط الحيوي ، حيث تعيش جميع الكائنات الحية. جانب أساسي آخر هو أن الأنشطة البشرية الرئيسية تؤثر على دورة النيتروجين. بالنظر إلى الأنشطة المهينة التي تحدث اليوم ، تتأثر بعض الأنشطة مثل ما يلي: الزراعة المكثفة ، الاستخدام المفرط للأسمدة النيتروجينية في التربة ، قطع الأشجار ، انسكاب أو قشدة الوقود الذي يحتوي على النيتروجين ومحطات الطاقة الحرارية وغيرها من الأنشطة.
كل هذه الأنشطة البشرية لها تأثيرات مختلفة على دورة النيتروجين وتولد مشاكل مثل التلوث والأمطار الحمضية وزيادة تأثير الاحتباس الحراري.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد عن دورة النيتروجين وأهميتها.