Биогеохимический цикл серы

Биогеохимический цикл фосфора.

Фосфор — один из наиболее важных биогенных элементов. Он входит в состав нуклеиновых кислот, клеточных мембран, ферментов, костной ткани, дентина и т.п. По сравнению с азотом он встречается в относительно немногих химических формах.

В обменный фонд фосфор поступает двумя путями. Во-первых, за счет первичной экскреции консументов и, во-вторых, в процессе разрушения мертвого органического вещества фосфатредуцирующими бактериями, которые переводят фосфор из органической формы в растворимые фосфаты: РО₄^3-, НРО₄^2- и Н₂РО^1-. Таким образом, редуценты переводят фосфор из органической формы в неорганическую, не окисляя его.

Резервным фондом является не атмосфера, а горные породы и отложения, образовавшиеся в прошлые геологические эпохи. В связи с этим циркуляция фосфора легко нарушается, так как основная масса вещества сосредоточена в малоактивном и малоподвижном резервном фонде, захороненном в земной коре.

Несовершенство биогеохимического цикла фосфора состоит в том, что доступность этого элемента ограничена из-за утечек в глубокие осадки.

Для серы характерен обширный резервный фонд в земной коре и меньший — в атмосфере и гидросфере.

Основной источник серы, поступающий в обменный фонд, и доступный организмам, — всевозможные сульфаты. Хорошая растворимость в воде многих сульфатов облегчает доступ неорганической серы в экосистемы.

Поглощенные сульфаты растения восстанавливают и вырабатывают серосодержащие аминокислоты (метионин, цистеин, цистин), которые играют важную роль при формировании третичной структуры белков, образуя дисульфидные мостики между различными участками полипептидной цепи.

Органические остатки животных и растений минерализуются, и входящая в их состав восстановленная сера при аэробном разложении окисляется ферментативным путем различными группами хемотрофных микроорганизмов. Подобные процессы осуществляются и в водоемах.

Из сульфопротеинов, содержащихся в почве, гетеротрофные бактерии вырабатывают сероводород. С другой стороны, существуют различные группы хемотрофных бактерий, способных опять окислять сероводород до сульфатов, что вновь увеличивает запас серы, доступной продуцентам. Подобные бактерии не нуждаются в свете. Например, хемотрофные бактерии Thiobacillius.

Последняя фаза круговорота серы полностью осадочная. Она заключается в выпадении в осадок этого элемента в анаэробных условиях в присутствии железа. Различные этапы этого процесса, особенно обратимые, в дальнейшем позволяют использовать запасы осадочных пород. Таким образом, процесс заканчивается медленным и постепенным накоплением серы в глубоко лежащих осадочных породах.

В результате такой слаженности обменного и резервного фондов сера не является лимитирующим фактором.

Дата добавления: 2015-06-27