Aqu @teach: المغذيات الكلية والمغذيات الدقيقة
عناصر الكون
هناك 92 من العناصر التي تحدث بشكل طبيعي على الأرض. بعضها درس بشكل جيد للغاية، وبعضها ليس على الإطلاق: على سبيل المثال أستاتين (Bryson 2003). المشكلة هي أن بعض العناصر نادرة جدا. على سبيل المثال، يحدث 24.5 جرام فقط من الفرنسيوم في أي وقت في قشرة الأرض بأكملها. فقط حوالي 30 من العناصر التي تحدث بشكل طبيعي هي على نطاق واسع على الأرض، وعدد قليل جدا مهم للحياة (الشكل 1). في النظام الشمسي، والنجوم بشكل عام، وربما الكون ككل، العناصر الأكثر وفرة هي العناصر أخف وزنا: أكثر من 75٪ الهيدروجين (H)، 25٪ الهيليوم (هو)، حوالي 1٪ كل شيء آخر. في فئة «كل شيء آخر» حتى العناصر المرقمة هي أكثر وفرة من العناصر المرقمة الفردية. وتميل الوفرة إلى الانخفاض بسرعة مع زيادة العدد الذري. ومع ذلك، فإن الكربون (C) والأكسجين (O) والمغنيسيوم (Mg) والسيليكون (Si) والحديد (Fe) مرتفعة بشكل شاذ بالنسبة لهذه الاتجاهات العامة، في حين أن الليثيوم (Li) والبوريليوم (Be) والبورون (B) منخفضة بشكل شاذ. في قشرة الأرض ترتيب الوفرة هو O (< 50%), Si (> 20٪)، آل، الحديد، مغ، كا، نا، و ك. هذه هي كل أنواع العناصر التي تصنع منها الصخور في الغالب. في الأرض ككل، بسبب جوهر وعباءة، والحديد، ني، والمغ، تصبح أكثر شيوعا، في حين O، سي، آل لا تزال المكونات العامة الرئيسية (الجدول 1). فيما يتعلق بالحياة، فإن العناصر لها وظائف مختلفة (الجدول 2). لقد تطورنا للاستفادة من العناصر أو التسامح معها، ولكننا نعيش في نطاق ضيق من القبول. وكقاعدة عامة، فإن تسامحنا مع العناصر يتناسب مباشرة مع وفرة في قشرة الأرض (Bryson 2003).
الشكل 1: توزيع العناصر الطبيعية التي تعرف أو يعتقد أنها ضرورية للحياة في الجدول الدوري. إن فهم الأهمية الإيكولوجية لـ C و N و P أكثر تقدمًا مما هو عليه بالنسبة للعناصر الأخرى (أعيد رسمها بعد [Da Silva & Williams 2001)](https://books.google.ch/books?hl=en&lr&id=qXbKF1Pw_GsC&oi=fnd&pg=PA1&dq=frausto%2Bda%2Bsilva%2Bwilliams%2B1991&ots=5sIBR1y-ff&sig=TZD2weGModya5xGj7Y5 Aazmhuoc%23V%3Donepage&Q =فراوستو%20DA%20سيلفا%201991&F = خطأ)
الجدول 1: حدوث العناصر في النسبة المئوية للوزن الجاف للقشرة الأرضية والطحالب الخضراء والحيوانات (بيانات من مصادر مختلفة) بالمقارنة مع الخس المزروع في نظام مائي، وعلف الأسماك (Schmautz، بيانات غير منشورة). و تجدر الإشارة إلى أن تواتر (و توافرها) العناصر الموجودة في قشرة الأرض لا يتطابق مع تواتر الكائنات الحية
المغذيات الكلية والمغذيات الدقيقة وأدوارها في الكائنات الحية
العناصر الكيميائية لها أدوار مختلفة وتشارك أساسا في وظائف مختلفة في كائن حي (الجدول 2). الكائنات الحية لا تتطلب كل هذه العناصر في نفس الكميات. بعض العناصر مطلوبة بكميات كبيرة، في حين أن البعض الآخر مطلوب بكميات دقيقة. ويتضح ذلك بشكل جيد من خلال الصيغة الأولية للقياسات العشوائية للإنسان الحي ([Sterner & Elser 2002):](https://books.google.ch/books?hl=en&lr&id=53NTDvppdYUC&oi=fnd&pg=PR13&dq=sterner%2Belser%2Bstoichiometry&ots=HnMDk4XHWQ&sig=VymSB7W-l5-qXCy6h0lGPj9zw_4%23v%3Donepage&q=sterner%20elser%20 stoichiometry&f = false)
وهذا يعني أنه لكل ذرة الكوبالت (كو) في أجسامنا، هناك 132 مليون ذرات أكسجين (O). وترد في الشكل 2 الاحتياجات الغذائية الرئيسية للنباتات والحيوانات، التي بدونها لا تستطيع إكمال دورة حياة طبيعية. مطلوب المغذيات الكبيرة بكميات أكبر. مطلوب المغذيات الدقيقة بكميات دقيقة.
الجدول 2: الوظائف الأولية والعناصر الكيميائية (أو الأيونات المرتبطة بها) التي ينطوي عليها أداؤها بالنسبة للكائنات الحية (معدلة من [Sterner & Elser 2002](https://books.google.ch/books?hl=en&lr&id=53NTDvppdYUC&oi=fnd&pg=PR13&dq=sterner%2Belser%2Bstoichiometry&ots=HnMDk4XHWQ&sig=VymSB7W-l5-qXCy6h0lGPj9zw_4%23v%3 DonePage&Q =عقيد%20elser%20 ستويشيوميتري&F = فالس)). يشار إلى العناصر ذات الدور البسيط نسبيًا بين قوسين
وظيفة | عناصر | الشكل الكيميائي | أمثلة |
---|---|---|---|
الهيكلية (البوليمرات البيولوجية ومواد الدعم) | حاء, سين, جيم, نون, عين, قاف, سي, باء, F, كاليفورنيا, (Mg), (Zn) | المشاركة في المركبات الكيميائية أو المركبات غير العضوية القابلة للذوبان لماما |
|
الكهروكيميائية | H, Na, K, Cl, HPO 2-, 4 (ملغ), (كاليفورنيا) | أيونات مجانية |
|
ميكانيكي | 2- كاليفورنيا, HPO4 , (ملغ) | تبادل الأيونات الحرة مع أيونات ملزمة |
|
الحفاز (الحمضي القاعدي) | الزنك, (ني), (الحديد), (Mn) | مجمع مع الانزيمات |
|
الحفاز (الأكسدة) | في, النحاس, Mn, مو, سي, (شركة), (ني), (V) |
|
الشكل 2: الاحتياجات الغذائية للنباتات والحيوانات. لاحظ أن المياه (التي يحتاجها جميع الكائنات الحية) غير مدرجة في الرسم البياني. الحيوانات الحصول على المواد الغذائية من الطعام والشراب. النباتات، باستثناء تلك الطفيلية وآكلة اللحوم، تمتص العناصر الغذائية الأساسية من بيئتها (الهواء، محلول التربة، محلول المغذيات)
*حقوق الطبع والنشر © شركاء مشروع Aqu @teach. Aqu @teach هي شراكة استراتيجية إيراسموس في التعليم العالي (2017-2020) بقيادة جامعة غرينتش، بالتعاون مع جامعة زيوريخ للعلوم التطبيقية (سويسرا)، والجامعة التقنية في مدريد (إسبانيا)، وجامعة ليوبليانا ومركز ناكلو التقني الحيوي (سلوفينيا) . *