أحدث الموضوعات

الكيمياء الحياتية : دورة الكربون – دورة النيتروجين – دورة الفسفور فى الطبيعة





  أن العناصر فى دورة مستمرة فى الطبيعة (وهذا يتفق مع قانون بقاء المادة والطاقة) إذ تحصل الكائنات الحية أثناء عملية التحول الغذائي على مختلف العناصر اللازمة من البيئة المحيطة ولكن هذه العناصر تعود مرة ثانية إلى البيئة والوسط المحيط حيث يعاد استعمالها مرات عديدة ومن هذه الدورات فى الطبيعة هي :
1- دورة الكربون
2- دورة النيتروجين
3- دورة الفسفور
وفيما يلي وصف لتلك الدورات فى الطبيعة


1- دورة الكربون فى الطبيعة

يحتوي الهواء الجوي على (0.03 -0.04%) من غاز ثاني أكسيد الكربون CO2 أي حوالي 1530 طن. ويتكون غاز CO2 نتيجة للنشاط الحيوي للنبات والحيوان والإنسان ( الشكل 1-1):
أ‌- من المواد العضوية الداخلة فى تراكيبها
ب‌- تفرز كل الكائنات الحية التى تسكن الأرض عن طريق الزفير حوالي 1080 طن/يوم CO2.
ج‌- النباتات الميتة التى تسقط فى الماء الحاوي على كمية كافية من الأكسجين إذ يتكون غاز CO2 نتيجة لنشاط البكتيريا المتعفنة والتخمر.
د‌- تعد طبقة الميثوسفير Methospher (قشرة الأرض الصلبة) مخزناً هاماً للكربون فى الطبيعة.
هـ- تستهلك النباتات الخضراء سنوياً 550 مليار طن من غاز CO2 يلزم لها 25 مليار طن من الهيدروجين لتعطي 400 مليار طن من الأوكسجين أثناء عملية التركيب الضوئي Photosynthesis (التمثيل الضوئي) ونتيجة لذلك فإن الهواء يحتوي بصفة مستمرة على 20.93% من الأكسجين وهذا يوفر ظروفاً ملائمة للنشاط الحيوي للكائنات الهوائية التى تستعمل الأكسجين فى عمليات الأكسدة.




2- دورة النتيروجين فى الطبيعة (دورة الآزوت)

  يدخل النتيروجين فى تركيب الأحماض الأمينية وبالتالي فى البروتينات وتدخل الأحماض الأمينية والبروتينات فى تركيب جسم الإنسان عن طريق التغذية الحيوانية والنباتية والتي تتحول فى جسم الإنسان إلى بروتينات خاصة به وينتج النيتروجين عن هدم البروتينات فى الجسم لتكوين مواد نتيروجينية بسيطة مثل اليوريا وحامض اليوريك والأمونيا التي تفرز على شكل بول أو براز. وتحلل بقايا النباتات والحيوانات الميتة على الإفرازات بفضل الكائنات الحية الدقيقة سواء أكانت هوائية أو لا هوائية (الشكل 2-1). ونتيجة لعملية التحلل تحدث عملية النشدرة (تكوين الأمونيا NH3 ) التى تستهلك جزءاً منه بوساطة النبات والباقي يتحول بفعل البكتيريا إلى نتريت ونترات فى عملية التأزت. ويمكن أن تتعرض هذه النواتج جزئياً إلى عملية عكس التأزت التي تقوم بإحداثها بعض أنواع الكائنات الدقيقة وينتج عنها النيتروجين الحر الذي يفقد من التربة إلى الجو. ويوجد النتيروجين أكثر من أي مكان آخر. فالنيتروجين الحر يكون الجزء الرئيسي للهواء الجوي (تقريباً 78% منه حجماً).


3- دورة الفسفور فى الطبيعة 

  الفسفور عنصر ضروري لحياة كل الكائنات الحية لأنه يدخل فى تركيب المواد الحيوية الهامة إذ يدخل فى تركيب الأحماض النووية والدهون المفسفرة والبروتينات المفسفرة والعديد من المركبات البسيطة التركيب التي تلعب دوراً هاماً فى عملية التحول الغذائي.

  تحتوى الأنسجة على مركب الأدينوسين ثلاثي الفوسفات ATP- Adenosine triphosphate (الشكل3-1) الذي يعد مصدراً رئيساً وناقلاً للطاقة ويستخدم فى العديد من الفعاليات الفسلجية فى الجسم كتحريك العضلات ونبض القلب وغيرها. وعند موت الكائن الحي تتحلل بقايا جسمه على العناصر التى تتواجد بصورة ملحوظة فى قاع البحر نتيجة لتجمع أجسام بحرية ميتة. ويحتوي براز الطيور على كمية كبيرة من الفسفور (الذي مصدره السماد) والذي يستعمل مع النتيروجين فى التسميد على نطاق واسع. ويمتص النبات الفسفور من التربة أو السماد المضاف إليه مركبات عضوية أو معينة مع الفسفور أما الإنسان فيحصل على الفسفور عن طريق المأكولات النباتية والحيوانية التى تحتوي عليه.


المراجع : دورة العناصر فى الطبيعة - الفصل الأول ( الكيمياء الحياتية والفرضيات حول نشوء الحياة) من كتاب ( الكيمياء الحياتية - الجزء الأول ) للمؤلفين أ.د/ طارق يونس أحمد ، أ.د/ لؤي عبد علي هلالي - جامعة الموصل - العراق.