מחזור חומרים בטבע – סיכום

כדור הארץ והאטמוספירה מהווים מערכת סגורה לחומרים. העברת החומרים בשרשרת המזון, פירוקם ע"י המפרקים והשימוש החוזר בהם ע"י מרכיבי השרשרת הם חלק ממיחזור החומרים בטבע.

העברת החומרים מלווה בשינויים כימיים של החומרים.

 

מחזור הפחמן

פחמן דו-חמצני באוויר נקלט ע" צמחים בפוטוסינתזה, ונפלט חזרה לאוויר בתהליך הנשימה של הצמחים ובע"ח,

צמחים ובע"ח שמתו וכן הפרשות של בע"ח מפורקים בקרקע ע"י חיידקים ופטריות והפחמן חוזר כחלק ממולקולת פחמן דו-חמצני לאוויר.

בנוסף… עצים, דלק ומפעלי תעשייה פולטים פחמן דו-חמצני לאוויר בתהליכי בעירה שונים.

אם נעקוב אחרי אטום פחמן אחד…

מהווה חלק מהפחמן הדו-חמצני באטמוספירה ¬ נקלט ע"י הצמח בפוטוסינתזה ¬ מהווה חלק ממולקות סוכר בצמח ¬ נפלט לאטמוספירה כתוצאה מתהליך הנשימה התאית בצמח או ¬ נשאר בצמח והצמח נאכל ע"י בע"ח ¬ הפחמן הופך להיות חלק מגוף בע"ח ¬ נפלט לאטמוספירה כתוצר של תהליך הנשימה התאית או בעקבות פירוק גופו של בע"ח ע"י מפרקים לאחר מותו.

 

מחזור החנקן

החנקן הוא יסוד חשוב בגוף החי. מהווה מרכיב במולקולות חלבון (אינזימים, נודנים, שרירים ועוד..)ובחומצות גרעין (דנ"א ורנ"א).

מאגר החנקן העיקרי הוא באוויר ובקרקע.

מחזור החנקן הוא ייחודי ממספר סיבות:

  1. המאגר העיקרי של חנקן הוא באוויר כ- 2N אך רוב האורגניזמים אינם מסוגלים לנצל את החנקן בצורה הזו.
  2. לחיידקים יש תפקיד מרכזי במחזור החנקן. האפשרות למחזר חנקן בטבע היא בזכות חיידקים המסוגלים לבצע תהליכים שאינם מבוצעים ע"י אורגניזמים אחרים כמו קיבוע חנקן חופשי מהאוויר לתרכובות חנקן זמינות לצמחים, ופירוק תרכובות ושחרור חנקן חופשי לאוויר.
  3. חלק גדול במחזור החנקן מתרחשים בקרקע.

 

שלבים עיקריים במחזור החנקן:

  1. קיבוע חנקן חופשי מהאוויר ע"י חיידקים המצויים בשורשי צמחי קטניות ובקרקע.
  2. העברת תרכובות חנקן בשרשרת המזון.
  3. צמחים ובע"ח מתים וכן הפרשות של בע"ח מגיעות לקרקע ומתחילות בתהליך פירוק המורכב משני שלבים:
    א. חינקון (ניטריפיקציה): הפיכת אמוניה לחנקה (תרכובת המכילה קבוצת NO3) (בתהליך חימצון)
    האמוניה נוצרת מהפרשות של בע"ח ומאורגניזמים שמתו. האמוניה היא רעילה ולא ניתנת לניצול ע"י
    צמחים. הצמחים מנצלים את החנקות שנוצרו בתהליך זה, ומשתמשים בחנקן לבניית חלבונים.
    תהליך החינקון הוא בעל חשיבות רבה כיוון שהוא הופך חנקן חופשי שאינו זמין לאורגניזמים לחנקן
    זמין.
    ב. דה-ניטריפיקציה: הפיכת חנקות לחנקן חופשי ע"י חיידקים (בתהליך חיזור)
  4. החנקן חוזר לאוויר כחנקן חופשי N2.

 

*** חיידקים רבים המבצעים קיבוע חנקן חיים בשיתוף עם שורשי צמחים ממשפחת הקטניות. החיידקים חיים בפקעיות מיוחדות בשורשי הצמחים ומספקים לצמח חנקות הניתנות לניצול על ידו.

צמחים ממשפחת הקטניות מעשירים את הקרקע בתרכובות חנקן זמינות לצמח, ולכן חקלאים נוהגים לגדל בשות מידי כמה עונות צמחי קטניות.

דרך אחרת לעשרת קרקע חקלאית בתרכובות חנקן זמינות היא דישון.

 

חזרה אל: סיכומים לבגרות בביולוגיה \ אקולוגיה

 

למה מיחזור לא יציל את כדור-הארץ (אבל זה לא אומר שצריך להפסיק)

עוד דברים מעניינים:

שינוי גודל גופנים
ניגודיות