Aqu @teach: Макро- и микроэлементы

Элементы Вселенной

На Земле насчитывается 92 природных элемента. Некоторые из них очень хорошо изучены, некоторые совсем не: например, astatine (Bryson 2003). Проблема в том, что некоторые элементы очень редки. Например, всего 24,5 грамма франция происходит в любое время во всей земной коре. Лишь около 30 природных элементов широко распространены на Земле, и очень немногие из них важны для жизни (рис. 1). В Солнечной системе, звездами в целом и, вероятно, Вселенной в целом, наиболее распространенными элементами являются более легкие элементы: более 75% водорода (H), 25% гелия (He), около 1% все остальное. В категории «все остальное» даже пронумерованные элементы более многочисленны, чем нечетные пронумерованные элементы. Изобилие, как правило, быстро падает с увеличением атомного числа. Однако углерод (C), кислород (O), магний (Mg), кремний (Si) и железо (Fe) аномально высоки по отношению к этим общим тенденциям, в то время как литий (Li), бериллий (Be) и бор (B) аномально низки. В земной коре порядок изобилия - O (< 50%), Si (> 20%), Al, Fe, Mg, Ca, Na и K. Это все виды элементов, из которых в основном сделаны камни. На Земле в целом из-за ядра и мантии Fe, Ni и Mg становятся более распространенными, в то время как O, Si, Al остаются основными общими составляющими (таблица 1). Что касается жизни, то элементы имеют различные функции (таблица 2). Мы эволюционировали, чтобы использовать элементы или терпеть их, но мы живем в узких пределах. Как правило, наша терпимость к элементам прямо пропорциональна их изобилию в земной коре (Брайсон 2003).

Рис. 1: Распределение природных элементов, которые, как известно или считается, имеют важное значение для жизни в периодической таблице. Понимание экологической значимости C, N и P гораздо более продвинуто, чем для других элементов (перерисовано после [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=Мошенника%20da%20Сильва%20Вильямс%201991&f=Ложь)

Таблица 1: Возникновение элементов в% сухого веса земной коры, зеленых водорослей и животных (данные из различных источников) в сравнении с салатом, выращенным в гидропонной системе, и кормом для рыб (Schmautz, неопубликованные данные). Обратите внимание, что частота (и при этом наличие) элементов в земной коре не совпадает с частотой у живых существ

Макро- и микроэлементы и их роли в организмах

Химические элементы имеют различные роли и в основном участвуют в различных функциях организма (таблица 2). Организмы не требуют всех этих элементов в одних и тех же количествах. Некоторые элементы требуются в больших количествах, в то время как другие требуются в небольших количествах. Это наглядно иллюстрируется ориентировочной стехиометрической формулой для живого человека ([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)

Это означает, что на каждый атом кобальта (Co) в нашем организме имеется 132 миллиона атомов кислорода (O). Основные потребности растений и животных в питании, без которых они не могут завершить нормальный жизненный цикл, изложены на рис. 2. Макронутриенты необходимы в больших количествах. Микроэлементы необходимы в небольших количествах.

Таблица 2: Первичные функции и химические элементы (или связанные с ними ионы), участвующие в их выполнении для организмов (измененные из Sterner & Elser 2002 Donepage&q=Стернер%20Элсер%20Стоихиометрия и F=ложь). Элементы с относительно незначительной ролью указаны в скобках

Рис. 2: Питательные потребности растений и животных. Обратите внимание, что вода (необходимая всем живым существам) не включена в диаграмму. Животные получают свои питательные вещества из пищи и напитков. Растения, за исключением паразитарных и плотоядных, поглощают основные питательные элементы из окружающей среды (воздух, почвенный раствор, питательный раствор)

*Авторское право © Партнеры проекта Aqu @teach. Aqu @teach является стратегическим партнерством Erasmus+ в области высшего образования (2017-2020), возглавляемым Университетом Гринвича, в сотрудничестве с Цюрихским университетом прикладных наук (Швейцария), Техническим университетом Мадрида (Испания), Люблянским университетом и Биотехническим центром Naklo (Словения) . *