8 सबसे महत्वपूर्ण जैव-रासायनिक चक्र (विवरण) - जीवविज्ञान - 2025

Biogeochemical चक्र पथ विभिन्न पोषक तत्वों या तत्वों है कि जैविक प्राणी का हिस्सा हैं पीछा शामिल। यह पारगमन जैविक समुदायों और जैविक और अजैविक संस्थाओं दोनों के भीतर होता है, जो इसकी रचना करते हैं।

पोषक तत्व बिल्डिंग ब्लॉक्स हैं जो मैक्रोमोलेक्युलस बनाते हैं, और उन्हें उस मात्रा के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है, जिसमें जीवित पोषक तत्वों और सूक्ष्म पोषक तत्वों की जरूरत होती है।

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ग्रह पृथ्वी पर जीवन लगभग 3 बिलियन वर्ष पुराना है, जहां एक ही पोषक पूल को बार-बार पुनर्नवीनीकरण किया गया है। पोषक तत्व रिजर्व पारिस्थितिकी तंत्र के अजैविक घटकों में स्थित है, जैसे कि वायुमंडल, पत्थर, जीवाश्म ईंधन, महासागर, अन्य। चक्र इन जलाशयों से पोषक तत्वों के मार्ग का वर्णन करते हैं, जीवित चीजों के माध्यम से, और जलाशयों में वापस।

मानवों का प्रभाव पोषक तत्वों के पारगमन में नहीं गया है, क्योंकि मानवजनित गतिविधियाँ - विशेष रूप से औद्योगिकीकरण और फ़सलों - में सांद्रता और इसलिए चक्रों का संतुलन है। इन गड़बड़ियों के महत्वपूर्ण पारिस्थितिक परिणाम हैं।

आगे हम ग्रह पर सबसे उत्कृष्ट सूक्ष्म और मैक्रोन्यूट्रिएंट के पारित होने और पुनर्चक्रण का वर्णन करेंगे, अर्थात्: पानी, कार्बन, ऑक्सीजन, फास्फोरस, सल्फर, नाइट्रोजन, कैल्शियम, सोडियम, पोटेशियम, सल्फर।

एक जैव-रासायनिक चक्र क्या है?

ऊर्जा और पोषक तत्वों का प्रवाह

आवर्त सारणी 111 तत्वों से बनी है, जिनमें से केवल 20 जीवन के लिए आवश्यक हैं और, उनकी जैविक भूमिका के कारण, उन्हें बायोजेनिक तत्व कहा जाता है। इस तरह, जीवों को इन तत्वों की आवश्यकता होती है और खुद को बनाए रखने के लिए ऊर्जा की भी।

इन दो घटकों (पोषक तत्वों और ऊर्जा) का एक प्रवाह होता है जिसे खाद्य श्रृंखला के सभी स्तरों के माध्यम से धीरे-धीरे स्थानांतरित किया जाता है।

हालांकि, दो प्रवाह के बीच एक महत्वपूर्ण अंतर है: ऊर्जा केवल एक दिशा में बहती है और पारिस्थितिकी तंत्र में अटूट रूप से प्रवेश करती है; जबकि पोषक तत्व मात्रा में सीमित होते हैं और चक्र में चलते हैं - जिसमें जीवित जीवों के अलावा अजैविक स्रोत शामिल होते हैं। ये चक्र जैव-रासायनिक हैं।

एक जैव-रासायनिक चक्र की सामान्य योजना

जैव जैव रासायनिक शब्द ग्रीक जड़ों बायो के मिलन से बना है जिसका अर्थ है जीवन और भू अर्थात पृथ्वी। इस कारण से, जैव-रासायनिक चक्र इन तत्वों के प्रक्षेपवक्रों का वर्णन करते हैं जो जीवन का हिस्सा हैं, पारिस्थितिक तंत्र के जैव और अजैव घटकों के बीच।

चूंकि ये चक्र बेहद जटिल हैं, इसलिए जीवविज्ञानी आमतौर पर उनके सबसे महत्वपूर्ण चरणों का वर्णन करते हैं, जिन्हें संक्षेप में प्रस्तुत किया जा सकता है: प्रश्न में तत्व का स्थान या भंडार, जीवित जीवों में इसका प्रवेश - आमतौर पर प्राथमिक उत्पादकों द्वारा, श्रृंखला के माध्यम से इसकी निरंतरता के बाद। ट्रॉफिक, और अंत में जलाशय में तत्व के पुनर्संयोजन का कारण डिकम्पोजिंग जीवों के लिए धन्यवाद।

इस योजना का उपयोग उल्लिखित प्रत्येक चरण के लिए प्रत्येक तत्व के मार्ग का वर्णन करने के लिए किया जाएगा। प्रकृति में, इन चरणों को प्रत्येक तत्व और सिस्टम की ट्रॉफिक संरचना के आधार पर प्रासंगिक संशोधनों की आवश्यकता होती है।

सूक्ष्मजीव एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं

इन प्रक्रियाओं में सूक्ष्मजीवों की भूमिका को उजागर करना महत्वपूर्ण है, चूंकि, कमी और ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के लिए धन्यवाद, वे पोषक तत्वों को फिर से चक्र में प्रवेश करने की अनुमति देते हैं।

अध्ययन और आवेदन

एक चक्र का अध्ययन करना पारिस्थितिकीविदों के लिए एक चुनौती है। यद्यपि यह एक पारिस्थितिकी तंत्र है जिसकी परिधि सीमांकित है (जैसे एक झील, उदाहरण के लिए) पर्यावरण के साथ भौतिक विनिमय का एक निरंतर प्रवाह है जो उन्हें चारों ओर से घेरे हुए है। यही है, जटिल होने के अलावा, ये चक्र एक दूसरे से जुड़े हुए हैं।

उपयोग की जाने वाली एक पद्धति रेडियोधर्मी आइसोटोप लेबलिंग और अध्ययन प्रणाली के अजैविक और बायोटिक घटकों द्वारा तत्व ट्रैकिंग है।

पोषक तत्वों की रीसाइक्लिंग कैसे काम करती है और किस अवस्था में है, इसका अध्ययन करते हुए यह पारिस्थितिक प्रासंगिकता का एक मार्कर है, जो हमें सिस्टम की उत्पादकता के बारे में बताता है।

जैव-रासायनिक चक्रों का वर्गीकरण

जैव-रासायनिक चक्रों को वर्गीकृत करने का कोई एक तरीका नहीं है। प्रत्येक लेखक विभिन्न मानदंडों का पालन करते हुए एक उपयुक्त वर्गीकरण का सुझाव देता है। नीचे हम उपयोग की गई तीन क्लासीफाइड प्रस्तुत करेंगे:

माइक्रो और मैक्रोन्यूट्रिएंट

चक्र को उस तत्व के अनुसार वर्गीकृत किया जा सकता है जिसे जुटाया गया है। मैक्रोन्यूट्रिएंट्स कार्बनिक प्राणियों द्वारा प्रशंसनीय मात्रा में उपयोग किए जाने वाले तत्व हैं, अर्थात्: कार्बन, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, फॉस्फोरस, सल्फर और पानी।

अन्य तत्वों की आवश्यकता कम मात्रा में होती है, जैसे कि फॉस्फोरस, सल्फर, पोटेशियम, अन्य। इसके अलावा, माइक्रोन्यूट्रिएंट्स को सिस्टम में कम गतिशीलता होने की विशेषता है।

हालांकि इन तत्वों का उपयोग कम मात्रा में किया जाता है, फिर भी वे जीवों के लिए महत्वपूर्ण हैं। यदि कोई पोषक तत्व गायब है, तो यह उन जीवित चीजों की वृद्धि को सीमित करेगा जो पारिस्थितिक तंत्र पर सवाल उठाते हैं। इसलिए, तत्वों के आंदोलन की दक्षता निर्धारित करने के लिए निवास स्थान के जैविक घटक एक अच्छा मार्कर हैं।

अवसादी और वायुमंडलीय

सभी पोषक तत्व समान मात्रा में नहीं हैं या जीवों के लिए आसानी से उपलब्ध हैं। और यह निर्भर करता है - मुख्य रूप से - इसके स्रोत या अजैविक जलाशय पर क्या है।

कुछ लेखक उन्हें दो श्रेणियों में वर्गीकृत करते हैं, तत्व और जलाशय की गति क्षमता के आधार पर: तलछटी और वायुमंडलीय चक्र।

पूर्व में, तत्व वायुमंडल में नहीं जा सकता है और मिट्टी में जमा होता है (फास्फोरस, कैल्शियम, पोटेशियम); जबकि बाद में गैस चक्र (कार्बन, नाइट्रोजन, आदि) शामिल हैं

वायुमंडलीय चक्रों में तत्व क्षोभमंडल की निचली परत में रखे जाते हैं, और उन व्यक्तियों के लिए उपलब्ध होते हैं जो जीवमंडल बनाते हैं। तलछटी चक्रों के मामले में, इसके जलाशय से तत्व की रिहाई के लिए पर्यावरणीय कारकों की कार्रवाई की आवश्यकता होती है, जैसे कि सौर विकिरण, पौधों की जड़ों की कार्रवाई, बारिश, दूसरों के बीच।

विशिष्ट मामलों में, एक एकल पारिस्थितिकी तंत्र में संपूर्ण चक्र के लिए सभी आवश्यक तत्व नहीं हो सकते हैं। इन मामलों में, एक अन्य पड़ोसी पारिस्थितिकी तंत्र लापता तत्व का प्रदाता हो सकता है, इस प्रकार कई क्षेत्रों को जोड़ सकता है।

स्थानीय और वैश्विक

उपयोग किया जाने वाला तीसरा वर्गीकरण वह पैमाना है जिस पर साइट का अध्ययन किया जाता है, जो कि स्थानीय आवास या विश्व स्तर पर हो सकता है।

यह वर्गीकरण पिछले एक से जुड़ा हुआ है, क्योंकि वायुमंडलीय भंडार वाले तत्वों का व्यापक वितरण होता है और इसे विश्व स्तर पर समझा जा सकता है, जबकि तत्व तलछटी भंडार हैं और आंदोलन के लिए सीमित क्षमता रखते हैं।

जल चक्र

पानी की भूमिका

पृथ्वी पर जीवन के लिए पानी एक महत्वपूर्ण घटक है। कार्बनिक प्राणी पानी के उच्च अनुपात से बने होते हैं।

यह पदार्थ विशेष रूप से स्थिर है, जो जीवों के अंदर एक उपयुक्त तापमान बनाए रखना संभव बनाता है। इसके अलावा, यह पर्यावरण है जहां जीवों के अंदर भारी मात्रा में रासायनिक प्रतिक्रियाएं होती हैं।

अंत में, यह एक लगभग सार्वभौमिक विलायक है (एपोलर अणु पानी में नहीं घुलते हैं), जो कि ध्रुवीय सॉल्वैंट्स के साथ समाधानों के असीम गठन की अनुमति देता है।

जलाशय

तार्किक रूप से, पृथ्वी पर पानी का सबसे बड़ा भंडार महासागर हैं, जहां हम कुल ग्रह का लगभग 97% पाते हैं और जिस ग्रह पर हम रहते हैं, उसके तीन-चौथाई से अधिक हिस्से को कवर करते हैं। शेष प्रतिशत को नदियों, झीलों और बर्फ द्वारा दर्शाया गया है।

हाइड्रोलॉजिकल चक्र के मोटर्स

भौतिक बलों की एक श्रृंखला है जो ग्रह के माध्यम से महत्वपूर्ण तरल की गति को बढ़ाती है और इसे हाइड्रोलॉजिकल चक्र को पूरा करने की अनुमति देती है। इन बलों में शामिल हैं: सौर ऊर्जा, जो पानी को एक तरल अवस्था से गैसीय अवस्था में जाने की अनुमति देती है, और गुरुत्वाकर्षण जो पानी के अणुओं को बारिश, बर्फ, या ओस के रूप में पृथ्वी पर वापस लाती है।

हम नीचे दिए गए प्रत्येक चरण का वर्णन करेंगे:

(i) वाष्पीकरण: पानी की स्थिति का परिवर्तन सूर्य से ऊर्जा द्वारा संचालित होता है और मुख्य रूप से समुद्र में होता है।

(ii) वर्षा: जल विभिन्न स्थानों (हिम, वर्षा, आदि) में वर्षा के कारण जलाशयों में वापस लौटता है और विभिन्न मार्गों को, या तो महासागरों को, झीलों को, भूमि को, भूमिगत जमा को, दूसरों के बीच में ले जाता है।

चक्र के महासागरीय घटक में, वाष्पीकरण की प्रक्रिया वर्षा से अधिक होती है, जिसके परिणामस्वरूप पानी का शुद्ध लाभ होता है जो वायुमंडल में जाता है। चक्र का समापन भूमिगत मार्गों के माध्यम से पानी की आवाजाही के साथ होता है।

जल का जीवों में समावेश

जीवित प्राणियों के शरीर का एक महत्वपूर्ण प्रतिशत पानी से बना होता है। हम मनुष्यों में, यह मान लगभग 70% है। इस कारण से, जल चक्र का हिस्सा जीवों के अंदर होता है।

पौधे अपनी जड़ों का उपयोग अवशोषण के माध्यम से पानी प्राप्त करने के लिए करते हैं, जबकि हेटरोट्रॉफिक और सक्रिय जीव इसे पारिस्थितिक तंत्र से या भोजन में सीधे उपभोग कर सकते हैं।

पानी के चक्र के विपरीत, अन्य पोषक तत्वों के चक्र में उनके प्रक्षेपवक्र के साथ अणुओं में महत्वपूर्ण संशोधन शामिल हैं, जबकि पानी व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहता है (केवल राज्य में परिवर्तन होता है।)

मानव उपस्थिति के लिए पानी के चक्र में परिवर्तन

मानव आबादी के लिए पानी सबसे मूल्यवान संसाधनों में से एक है। आज, महत्वपूर्ण तरल पदार्थ की कमी तेजी से बढ़ती है और वैश्विक चिंता की समस्या का प्रतिनिधित्व करती है। हालांकि पानी की एक बड़ी मात्रा है, केवल एक छोटा सा हिस्सा ताजे पानी से मेल खाता है।

कमियों में से एक सिंचाई के लिए पानी की उपलब्धता में कमी है। डामर और ठोस सतहों की उपस्थिति उस सतह को कम करती है जो पानी घुसना कर सकती है।

खेती के व्यापक क्षेत्र भी जड़ प्रणाली में कमी का प्रतिनिधित्व करते हैं जो पानी की पर्याप्त मात्रा को बनाए रखता है। इसके अलावा, सिंचाई प्रणाली पानी की भारी मात्रा को हटा देती है।

दूसरी ओर, ताजे पानी के उपचार के लिए नमक एक ऐसी प्रक्रिया है जिसे विशेष पौधों में किया जाता है। हालांकि, उपचार महंगा है और सामान्य संदूषण के स्तर में वृद्धि का प्रतिनिधित्व करता है।

अंत में, दूषित जल की खपत विकासशील देशों के लिए एक बड़ी समस्या है।

कार्बन चक्र

कार्बन की भूमिका

जीवन कार्बन से बना है। यह परमाणु सभी कार्बनिक अणुओं का संरचनात्मक ढांचा है जो जीवित प्राणियों का हिस्सा है।

कार्बन अत्यधिक परिवर्तनशील और बहुत ही स्थिर संरचनाओं के निर्माण की अनुमति देता है, अन्य परमाणुओं के साथ एकल, डबल और ट्रिपल सहसंयोजक बांड बनाने की अपनी संपत्ति के लिए धन्यवाद।

इसके लिए धन्यवाद यह लगभग अनंत अणुओं का निर्माण कर सकता है। आज लगभग 7 मिलियन रासायनिक यौगिक ज्ञात हैं। इस उच्च संख्या में, लगभग 90% कार्बनिक पदार्थ हैं, जिसका संरचनात्मक आधार कार्बन परमाणु है। तत्व की महान आणविक चंचलता इसकी प्रचुरता का कारण लगती है।

जलाशयों

कार्बन चक्र में कई पारिस्थितिक तंत्र शामिल हैं, अर्थात्: भूमि क्षेत्र, पानी के शरीर और वातावरण। इन तीन कार्बन जलाशयों में से जो सबसे महत्वपूर्ण है, वह समुद्र है। वातावरण अपेक्षाकृत छोटा होते हुए भी एक महत्वपूर्ण जलाशय है।

उसी तरह, जीवों के सभी बायोमास इस पोषक तत्व के लिए एक महत्वपूर्ण जलाशय का प्रतिनिधित्व करते हैं।

प्रकाश संश्लेषण और श्वसन: केंद्रीय प्रक्रियाएं

जलीय और स्थलीय दोनों क्षेत्रों में, कार्बन रीसाइक्लिंग का केंद्रीय बिंदु प्रकाश संश्लेषण है। इस प्रक्रिया को पौधों द्वारा और शैवाल की एक श्रृंखला द्वारा दोनों को अंजाम दिया जाता है जिसमें प्रक्रिया के लिए आवश्यक एंजाइमैटिक मशीनरी होती है।

यही है, कार्बन जीवित प्राणियों में प्रवेश करता है जब वे इसे कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में कैप्चर करते हैं और इसे प्रकाश संश्लेषण के लिए एक सब्सट्रेट के रूप में उपयोग करते हैं।

प्रकाश संश्लेषक जलीय जीवों के मामले में, कार्बन डाइऑक्साइड का उठाव सीधे पानी के शरीर में घुले हुए तत्व के एकीकरण से होता है - जो वायुमंडल की तुलना में बहुत अधिक मात्रा में पाया जाता है।

प्रकाश संश्लेषण के दौरान, वातावरण से कार्बन को शरीर के ऊतकों में शामिल किया जाता है। इसके विपरीत, जिसके द्वारा सेलुलर श्वसन होता है, प्रतिक्रियाएं विपरीत प्रक्रिया को अंजाम देती हैं: कार्बन को मुक्त करना जो वायुमंडल से जीवित प्राणियों में शामिल किया गया है।

जीवित प्राणियों में कार्बन का समावेश

प्राथमिक उपभोक्ता या शाकाहारी उत्पादकों पर फ़ीड करते हैं और उनके ऊतकों में संग्रहीत कार्बन को उपयुक्त करते हैं। इस बिंदु पर, कार्बन दो मार्ग लेता है: यह इन जानवरों के ऊतकों में जमा होता है और एक अन्य भाग कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में श्वसन के माध्यम से वायुमंडल में छोड़ा जाता है।

इस प्रकार कार्बन समुदाय में संपूर्ण खाद्य श्रृंखला में अपना पाठ्यक्रम जारी रखता है। कुछ बिंदु पर, जानवर मर जाएगा और उसका शरीर सूक्ष्मजीवों द्वारा विघटित हो जाएगा। इस प्रकार, कार्बन डाइऑक्साइड वायुमंडल में वापस आ जाता है और चक्र जारी रह सकता है।

चक्र के वैकल्पिक मार्ग

सभी पारिस्थितिक तंत्रों में - और वहां रहने वाले जीवों के आधार पर - चक्र की लय अलग-अलग होती है। उदाहरण के लिए, मोलस्क और अन्य सूक्ष्म जीव जो समुद्र में जीवन बनाते हैं, पानी में घुलने वाले कार्बन डाइऑक्साइड को निकालने और कैल्शियम के साथ संयोजन करके कैल्शियम कार्बोनेट नामक एक अणु का उत्पादन करते हैं।

यह यौगिक जीवों के गोले का हिस्सा होगा। इन जीवों के मरने के बाद, उनके गोले धीरे-धीरे जमा होते हैं, जो समय बीतने के साथ चूना पत्थर में बदल जाएगा।

भूवैज्ञानिक संदर्भ के आधार पर, जिससे पानी का शरीर उजागर होता है, चूना पत्थर उजागर हो सकता है और घुलना शुरू हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड का पलायन होता है।

कार्बन चक्र में एक और दीर्घकालिक पथ जीवाश्म ईंधन के उत्पादन से संबंधित है। अगले भाग में हम देखेंगे कि इन संसाधनों का जलना चक्र के सामान्य या प्राकृतिक पाठ्यक्रम को कैसे प्रभावित करता है।

मानव उपस्थिति के लिए कार्बन चक्र में परिवर्तन

मनुष्य हजारों वर्षों से कार्बन चक्र के प्राकृतिक पाठ्यक्रम को प्रभावित कर रहा है। हमारी सभी गतिविधियाँ - जैसे औद्योगिक और वनों की कटाई - इस महत्वपूर्ण तत्व की रिहाई और स्रोतों को प्रभावित करती हैं।

विशेष रूप से, जीवाश्म ईंधन के उपयोग ने चक्र को प्रभावित किया है। जब हम ईंधन जलाते हैं तो हम भारी मात्रा में कार्बन ले जा रहे हैं जो एक निष्क्रिय भूगर्भीय जलाशय में था, जो कि एक सक्रिय जलाशय है। पिछली शताब्दी के बाद से कार्बन रिलीज में वृद्धि नाटकीय रही है।

वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की रिहाई एक ऐसा तथ्य है जो हमें सीधे प्रभावित करता है, क्योंकि यह ग्रह के तापमान को बढ़ाता है और ग्रीनहाउस गैसों के रूप में जाना जाता गैसों में से एक है।

नाइट्रोजन का चक्र

नाइट्रोजन का चक्र। पर्यावरण संरक्षण एजेंसी से एक छवि से यानलेब्रेल द्वारा रीमेड: http://www.epa.gov/maia/html/nitrogen.html, विकिमीडिया कॉमन्स के माध्यम से

नाइट्रोजन की भूमिका

कार्बनिक प्राणियों में हम नाइट्रोजन को इसके दो मूल मैक्रोलेकोलस में पाते हैं: प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड।

पूर्व संरचनात्मक से परिवहन तक विभिन्न प्रकार के कार्यों के लिए जिम्मेदार हैं; जबकि उत्तरार्द्ध आनुवंशिक जानकारी को संग्रहीत करने और प्रोटीन में अनुवाद करने के लिए अणु होते हैं।

इसके अलावा, यह कुछ विटामिनों का एक घटक है जो चयापचय पथ के लिए महत्वपूर्ण तत्व हैं।

जलाशयों

मुख्य नाइट्रोजन रिजर्व वायुमंडल है। इस अंतरिक्ष में हम पाते हैं कि वायु में मौजूद 78% गैसें नाइट्रोजन गैस (N _2.) हैं

हालांकि यह जीवित प्राणियों के लिए एक आवश्यक तत्व है, न तो पौधों और न ही जानवरों में वायुमंडल से सीधे इस गैस को निकालने की क्षमता है - जैसा कि कार्बन डाइऑक्साइड के साथ होता है, उदाहरण के लिए।

नाइट्रोजन के उपयोग योग्य स्रोत

इस कारण से, नाइट्रोजन को एक अणु के रूप में प्रस्तुत किया जाना चाहिए। यही है, कि यह अपने कम या "निश्चित" रूप में है। इसका एक उदाहरण नाइट्रेट्स (NO ₃ ^-) या अमोनिया (NH _3.) हैं

ऐसे बैक्टीरिया हैं जो कुछ पौधों (जैसे फलियां) के साथ सहजीवी संबंध स्थापित करते हैं और संरक्षण और भोजन के बदले में वे इन नाइट्रोजन यौगिकों को साझा करते हैं।

अन्य प्रकार के बैक्टीरिया अमीनो एसिड और अन्य नाइट्रोजनयुक्त यौगिकों का उपयोग करके भी अमोनिया का उत्पादन करते हैं जो लाशों और जैविक कचरे में सब्सट्रेट के रूप में संग्रहीत होते हैं।

नाइट्रोजन-फिक्सिंग जीव

जुड़नार के दो मुख्य समूह हैं। कुछ बैक्टीरिया, नीले-हरे शैवाल, और एक्टिनोमाइसेट कवक नाइट्रोजन गैस के अणु को ले सकते हैं और इसे सीधे अपने प्रोटीन के हिस्से के रूप में शामिल कर सकते हैं, जो अमोनिया के रूप में अतिरिक्त को मुक्त करता है। इस प्रक्रिया को अम्मोनीकरण कहा जाता है।

मिट्टी में रहने वाले जीवाणुओं का एक अन्य समूह अमोनिया या अमोनियम आयन को नाइट्राइट में लेने में सक्षम है। इस दूसरी प्रक्रिया को नाइट्रिफिकेशन कहा जाता है।

गैर-जैविक नाइट्रोजन-फिक्सिंग प्रक्रियाएं

नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्पादन में सक्षम गैर-जैविक प्रक्रियाएं भी हैं, जैसे कि बिजली के तूफान या आग। इन घटनाओं में नाइट्रोजन ऑक्सीजन के साथ मिलकर एक आत्मसात यौगिक बनाता है।

नाइट्रोजन स्थिरीकरण प्रक्रिया को धीमी गति से होने की विशेषता है, जो स्थलीय और जलीय दोनों पारिस्थितिक तंत्रों की उत्पादकता के लिए एक सीमित कदम है।

जीवित प्राणियों में नाइट्रोजन का समावेश

एक बार पौधों को नाइट्रोजन के भंडार को आत्मसात रूप (अमोनिया और नाइट्रेट) में मिल जाने के बाद वे उन्हें विभिन्न जैविक अणुओं में शामिल करते हैं, जिसका नाम है: अमीनो एसिड, प्रोटीन के निर्माण खंड; न्यूक्लिक एसिड; विटामिन; आदि।

जब नाइट्रेट को पौधों की कोशिकाओं में शामिल किया जाता है, तो एक प्रतिक्रिया होती है और यह वापस अपने अमोनियम रूप में कम हो जाती है।

नाइट्रोजन अणुओं का चक्र जब एक प्राथमिक उपभोक्ता पौधों पर फ़ीड करता है और नाइट्रोजन को अपने ऊतकों में शामिल करता है। वे मलबे खाने वालों द्वारा या जीवों को विघटित करके भी खा सकते हैं।

इस प्रकार, नाइट्रोजन पूरी खाद्य श्रृंखला से गुजरती है। नाइट्रोजन का एक महत्वपूर्ण हिस्सा कचरे और डीकंपोज़िंग लाशों के साथ जारी किया जाता है।

मिट्टी में और पानी के जीवों में जीवन बनाने वाले बैक्टीरिया इस नाइट्रोजन को लेने और इसे वापस आत्मसात करने योग्य पदार्थों में परिवर्तित करने में सक्षम हैं।

यह एक बंद चक्र नहीं है

इस विवरण के बाद, ऐसा लगता है कि नाइट्रोजन चक्र बंद हो गया है और आत्म-स्थायी है। हालाँकि, यह केवल एक नज़र में है। विभिन्न प्रक्रियाएं हैं जो नाइट्रोजन की हानि का कारण बनती हैं, जैसे कि फसल, कटाव, आग की उपस्थिति, पानी की घुसपैठ आदि।

एक अन्य कारण को डेनेट्रिफिकेशन कहा जाता है और यह बैक्टीरिया के कारण होता है जो प्रक्रिया का नेतृत्व करते हैं। जब ऑक्सीजन रहित वातावरण में पाया जाता है, तो ये बैक्टीरिया नाइट्रेट्स को ग्रहण करते हैं और उन्हें कम करते हैं, इसे गैस के रूप में वायुमंडल में वापस भेजते हैं। यह घटना मिट्टी में आम है, जिसका जल निकासी कुशल नहीं है।

नाइट्रोजन चक्र में परिवर्तन मानव उपस्थिति के लिए धन्यवाद

मनुष्य द्वारा उपयोग किए जाने वाले नाइट्रोजन यौगिक नाइट्रोजन चक्र पर हावी होते हैं। इन यौगिकों में सिंथेटिक उर्वरक शामिल हैं जो अमोनिया और नाइट्रेट्स में समृद्ध हैं।

इस अतिरिक्त नाइट्रोजन ने यौगिक के सामान्य प्रक्षेपवक्र में असंतुलन पैदा कर दिया है, खासकर पौधे समुदायों के परिवर्तन में क्योंकि वे अब अत्यधिक निषेचन से पीड़ित हैं। इस घटना को यूट्रोफिकेशन कहा जाता है। इस घटना का एक संदेश यह है कि पोषक तत्वों की वृद्धि हमेशा सकारात्मक नहीं होती है।

इस तथ्य के सबसे गंभीर परिणामों में से एक जंगलों, झीलों और नदियों के समुदायों का विनाश है। जैसा कि एक पर्याप्त संतुलन नहीं है, कुछ प्रजातियां, जिन्हें प्रमुख प्रजातियां कहा जाता है, विविधता को कम करने और पारिस्थितिक तंत्र पर हावी हो जाती हैं।

फास्फोरस चक्र

फास्फोरस की भूमिका

जैविक प्रणालियों में, फास्फोरस कोशिका के ऊर्जा "सिक्के" नामक अणुओं में मौजूद होता है, जैसे एटीपी, और अन्य ऊर्जा हस्तांतरण अणुओं में, जैसे एनएडीपी। यह डीएनए और आरएनए दोनों में आनुवंशिकता के अणुओं में भी मौजूद है, और अणुओं में जो लिपिड झिल्ली बनाते हैं।

यह संरचनात्मक भूमिका भी निभाता है, क्योंकि यह हड्डियों और दांतों सहित कशेरुक वंश की हड्डी संरचनाओं में मौजूद है।

जलाशयों

नाइट्रोजन और कार्बन के विपरीत, फॉस्फोरस वातावरण में एक मुक्त गैस के रूप में नहीं पाया जाता है। इसका मुख्य जलाशय चट्टानें हैं, जो फास्फेट नामक अणुओं के रूप में ऑक्सीजन से जुड़ी हैं।

जैसा कि उम्मीद की जा सकती है, यह बहा प्रक्रिया धीमी है। इसलिए, फॉस्फोरस को प्रकृति में एक दुर्लभ पोषक तत्व माना जाता है।

जीवित प्राणियों में फास्फोरस का समावेश

जब भौगोलिक और जलवायु परिस्थितियां उपयुक्त होती हैं, तो चट्टानें कटाव या पहनने की प्रक्रिया शुरू कर देती हैं। बारिश के लिए धन्यवाद, फॉस्फेट को पतला होना शुरू हो जाता है और पौधों की जड़ों या प्राथमिक उत्पादक जीवों की एक और श्रृंखला द्वारा लिया जा सकता है।

प्रकाश संश्लेषक जीवों की यह श्रृंखला फॉस्फोरस को उनके ऊतकों में शामिल करने के लिए जिम्मेदार है। इन बेसल जीवों से शुरू होकर, फॉस्फोरस ट्रॉफिक स्तरों के माध्यम से अपना पारगमन शुरू करता है।

श्रृंखला में प्रत्येक लिंक में, फास्फोरस का हिस्सा उन व्यक्तियों द्वारा उत्सर्जित होता है जो इसे रचना करते हैं। जब जानवर मर जाते हैं, तो विशेष बैक्टीरिया की एक श्रृंखला फॉस्फोरस को ले जाती है और इसे वापस फॉस्फेट के रूप में मिट्टी में शामिल करती है।

फॉस्फेट्स दो रास्ते ले सकते हैं: ऑटोट्रॉफ़्स द्वारा फिर से अवशोषित किया जाए या अपने चट्टानी राज्य में लौटने के लिए तलछटों में अपना संचय शुरू करें।

समुद्र के पारिस्थितिक तंत्र में मौजूद फास्फोरस पानी के इन पिंडों के तलछट में भी समा जाता है और इसका कुछ हिस्सा इसके निवासियों द्वारा अवशोषित किया जा सकता है।

मानव उपस्थिति के कारण फास्फोरस चक्र में परिवर्तन

मनुष्यों और उनकी कृषि तकनीकों की उपस्थिति फास्फोरस चक्र को उसी तरह से प्रभावित करती है जिस तरह से यह नाइट्रोजन चक्र को प्रभावित करता है। उर्वरकों के आवेदन से पोषक तत्व में एक असमान वृद्धि होती है, जिससे क्षेत्र का यूट्रोफिकेशन होता है, जिससे उनके समुदायों की विविधता में असंतुलन पैदा होता है।

यह अनुमान है कि पिछले 75 वर्षों में, उर्वरक उद्योग ने फॉस्फोरस सांद्रता को लगभग चार गुना तक बढ़ा दिया है।

गंधक चक्र

गंधक की भूमिका

कुछ अमीनो एसिड, एमाइन, एनएडीपीएच और कोएंजाइम ए जैविक अणु हैं जो चयापचय में अलग-अलग कार्य करते हैं। वे सभी अपनी संरचना में सल्फर होते हैं।

जलाशयों

सल्फर जलाशय बहुत विविध हैं, जिनमें पानी (ताजा और नमक) के शरीर, स्थलीय वातावरण, वातावरण, चट्टानें और तलछट शामिल हैं। यह मुख्य रूप से सल्फर डाइऑक्साइड (SO _2.) के रूप में पाया जाता है

जीवित प्राणियों में सल्फर का समावेश

जलाशयों से, सल्फेट घुलना शुरू हो जाता है और खाद्य श्रृंखला में पहले लिंक इसे आयन के रूप में पकड़ सकते हैं। कमी प्रतिक्रियाओं के बाद, सल्फर प्रोटीन में शामिल होने के लिए तैयार है।

एक बार शामिल होने के बाद, तत्व खाद्य श्रृंखला के माध्यम से जीवों की मृत्यु तक अपना मार्ग जारी रख सकता है। बैक्टीरिया लाशों और कचरे में फंसने वाले सल्फर को पर्यावरण में वापस भेजने के लिए जिम्मेदार हैं।

ऑक्सीजन चक्र

ऑक्सीजन चक्र। एमी चिकनो, विकिमीडिया कॉमन्स से

ऑक्सीजन की भूमिका

एरोबिक और संकाय श्वसन वाले जीवों के लिए, ऑक्सीजन इस प्रक्रिया में शामिल चयापचय प्रतिक्रियाओं में इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता का प्रतिनिधित्व करता है। इसलिए, ऊर्जा प्राप्त करना बनाए रखना महत्वपूर्ण है।

जलाशयों

ग्रह पर सबसे महत्वपूर्ण ऑक्सीजन जलाशय वायुमंडल द्वारा दर्शाया गया है। इस अणु की उपस्थिति इस क्षेत्र को एक ऑक्सीकरण चरित्र प्रदान करती है।

जीवित प्राणियों में ऑक्सीजन का समावेश

कार्बन चक्र के रूप में, सेलुलर श्वसन और प्रकाश संश्लेषण दो महत्वपूर्ण चयापचय मार्ग हैं जो ग्रह पृथ्वी पर ऑक्सीजन के प्रक्षेपवक्र की परिक्रमा करते हैं।

श्वसन की प्रक्रिया में, जानवर ऑक्सीजन में लेते हैं और अपशिष्ट उत्पाद के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करते हैं। ऑक्सीजन पौधों के चयापचय से आता है, जो बदले में कार्बन डाइऑक्साइड को शामिल कर सकता है और भविष्य की प्रतिक्रियाओं के लिए इसे सब्सट्रेट के रूप में उपयोग कर सकता है।

कैल्शियम चक्र

जलाशयों

कैल्शियम लिथोस्फियर में पाया जाता है, तलछट और चट्टानों में एम्बेडेड होता है। ये चट्टानें समुद्री जानवरों के जीवाश्म का उत्पाद हो सकती हैं जिनकी बाहरी संरचना कैल्शियम से भरपूर थी। यह गुफाओं में भी पाया जाता है।

जीवित प्राणियों में कैल्शियम का समावेश

बारिश और अन्य जलवायु घटनाओं के कारण उन पत्थरों का क्षरण होता है जिनमें कैल्शियम होता है, जिससे इसकी रिहाई होती है और जीवित जीवों को खाद्य श्रृंखला में किसी भी बिंदु पर उन्हें अवशोषित करने की अनुमति मिलती है।

इस पोषक तत्व को जीवित प्राणी में शामिल किया जाएगा, और इसकी मृत्यु के समय बैक्टीरिया खतरनाक सड़न प्रतिक्रियाओं को पूरा करेगा जो इस तत्व की रिहाई और चक्र की निरंतरता को प्राप्त करते हैं।

यदि कैल्शियम को पानी के शरीर में छोड़ा जाता है, तो इसे नीचे रखा जा सकता है और फिर से चट्टान बनना शुरू हो जाता है। भूजल विस्थापन भी कैल्शियम जुटाने में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

वही तर्क पोटेशियम आयन चक्र पर लागू होता है, जो मिट्टी की मिट्टी में पाया जाता है।

सोडियम चक्र

सोडियम की भूमिका

सोडियम एक आयन है जो जानवरों के शरीर में कई कार्य करता है, जैसे तंत्रिका आवेग और मांसपेशियों में संकुचन।

जलाशय

सोडियम का सबसे बड़ा जलाशय खराब पानी में पाया जाता है, जहाँ यह आयन के रूप में घुल जाता है। याद रखें कि आम नमक सोडियम और क्लोरीन के मिलन से बनता है।

जीवित प्राणियों में सोडियम का समावेश

सोडियम मुख्य रूप से जीवों द्वारा लिया जाता है जो समुद्र में जीवन बनाते हैं, जो इसे अवशोषित करते हैं और इसे पानी या भोजन के माध्यम से जमीन पर ले जा सकते हैं। हाइड्रोक्लोरिक चक्र में वर्णित पथ के बाद, आयन पानी में घुल सकता है।

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