Në këtë mësim do të mësoni për
Një cikël ushqyes i referohet lëvizjes dhe shkëmbimit të lëndës organike dhe inorganike përsëri në prodhimin e lëndës së gjallë. Procesi rregullohet nga rrugët e rrjetës ushqimore të cilat dekompozojnë lëndën organike në lëndë ushqyese inorganike. Ciklet e lëndëve ushqyese ndodhin brenda ekosistemeve.
Ciklet e lëndëve ushqyese në natyrë quhen cikle biogjeokimike sepse elementet lëvizin në mënyrë ciklike nga mjedisi te organizmat e gjallë dhe kthehen në mjedis.
Ekosistemet ilustrojnë riciklimin e mbyllur ku kërkesa për lëndë ushqyese që shtojnë rritjen e biomasës tejkalon ofertën në atë sistem. Ekzistojnë dallime rajonale dhe hapësinore në rritjen dhe kursin e këmbimit të materialeve, ku disa ekosisteme mund të jenë në borxhe ushqyese (mbytëse) dhe të tjerët do të kenë një furnizim shtesë (burime). Këto dallime janë shkaktuar nga historia gjeologjike dhe topografia.
Në një rrjet ushqimor, një lak ose një cikël përkufizohet si një sekuencë e drejtuar e një ose më shumë lidhjeve që fillon dhe përfundon në të njëjtën specie. Për shembull, në oqean, bakteret shfrytëzohen nga protozoarët si mikroflagelatët heterotrofikë të cilët më pas shfrytëzohen nga ciliatet. Ky aktivitet i kullotjes pasohet nga nxjerrja e substancave që më pas përdoren nga bakteret në mënyrë që funksionimi i sistemit të jetë një qark i mbyllur.
Tretja enzimatike e celulozës është një shembull i riciklimit ekologjik. Celuloza, e cila është ndër përbërjet organike më të bollshme në tokë, është polisakaridi kryesor në bimë ku formon muret qelizore. Enzimat që degradojnë celulozën marrin pjesë në riciklimin ekologjik të materialeve bimore natyrore. Ekosisteme të ndryshme mund të kenë shkallë të ndryshme të riciklimit të mbeturinave.
Elementet kimike riciklohen vazhdimisht pasi përdoren si më poshtë:
Çdo element ka ciklin e tij ushqyes dhe çdo cikël ka një rrugë unike që përfshin rezervuarët, pishinat e shkëmbimit dhe kohën e banimit.
Rezervuari - Një rajon ku elementi është në përqendrimin e tij më të lartë dhe mbahet dhe ruhet për ca kohë. Për shembull, qymyri ose lëndët djegëse fosile janë rezervuarë për karbonin.
Shkëmbim grupe – Kur elementët mbahen për periudha të shkurtra kohore. Për shembull, bimët dhe kafshët i përdorin këto elemente në sistemet e tyre përkohësisht dhe i lëshojnë ato përsëri në mjedis.
Koha e qëndrimit - Sasia e kohës që një element mbahet në një vend.
Energjia rrjedh në mënyrë të drejtuar nëpër ekosistemet e Tokës, zakonisht duke hyrë në formën e dritës së diellit dhe duke dalë në formën e nxehtësisë. Megjithatë, përbërësit kimikë që përbëjnë organizmat e gjallë janë të ndryshëm: ato riciklohen.
Dioksidi i karbonit dhe metani janë shembuj të përbërjeve të karbonit që qarkullojnë në atmosferë dhe ndikojnë në klimat globale. Nëpërmjet proceseve të fotosintezës dhe frymëmarrjes, karboni qarkullon gjithashtu midis organizmave të gjallë dhe përbërësve jo të gjallë të ekosistemit.
Cikli "i shpejtë" i karbonit është lëvizja e karbonit përmes komponentëve biotikë në mjedis. Bimët dhe organizmat e tjerë që janë të aftë për fotosintezë, marrin dioksid karboni nga mjedisi i tyre dhe e përdorin atë për të ndërtuar substanca biologjike. Bimët, kafshët dhe dekompozuesit si bakteret dhe kërpudhat e kthejnë dioksidin e karbonit në atmosferë me anë të frymëmarrjes.
Lëvizja e karbonit përmes elementëve abiotikë në mjedis si shkëmbinjtë, toka dhe oqeanet formon ciklin e ngadaltë të karbonit. Lëvizja e karbonit përmes këtyre elementëve abiotikë mund të zgjasë deri në 200 milionë vjet.
Ndërsa organizmat si bakteret që fiksojnë azotin përdorin azot për të sintetizuar molekulat biologjike të nevojshme për mbijetesë, azoti atmosferik duhet së pari të shndërrohet në amoniak nga bakteret që fiksojnë azotin në mjediset ujore dhe tokësore. Amoniaku më pas shndërrohet në nitrit dhe nitrat nga bakteret. Bimët marrin azot nga toka duke thithur amoniumin (NH4-) dhe nitratin përmes rrënjëve të tyre. Nitrati dhe amoniumi përdoren më pas për të prodhuar komponime organike. Më pas, kafshët konsumojnë bimë dhe kështu fitojnë azotin në përbërjet organike. Azoti në formë organike kalon në zinxhirin ushqimor kur kafshët e tjera hanë këto kafshë. Dekompozuesit pastaj e kthejnë amoniakun në tokë duke dekompozuar mbetje të ngurta dhe lëndë të vdekura ose të kalbura. Bakteret nitrifikuese konvertojnë amoniakun në nitrite dhe nitrat. Bakteret denitrifikuese më pas konvertojnë nitritin dhe nitratin në azot, duke e lëshuar azotin përsëri në atmosferë.
Fosfori është një lëndë ushqyese thelbësore e nevojshme për rritjen e bimëve dhe kafshëve gjithashtu. Ai ka një rol jetik në zhvillimin e qelizave dhe është një komponent kyç i molekulave që ruajnë energji si Adenozina Trifosfati (ATP), Acidi Deoksiribonukleik (ADN) dhe lipidet.
Shkëmbinjtë kur janë në kontakt me ujin e shiut lëshojnë jone fosfate dhe minerale të tjera me kalimin e kohës. Ky fosfat inorganik më pas shpërndahet në tokë dhe ujë. Më pas, bimët marrin fosfat inorganik nga toka dhe këto bimë më pas mund të konsumohen nga kafshët. Fosfati më pas inkorporohet në molekula organike si ADN-ja, dhe kur bimët ose kafshët vdesin dhe prishen, fosfati organik kthehet në tokë. Bakteret në tokë më pas zbërthejnë lëndën organike në forma të fosfatit që janë të absorbueshme nga bimët. Është gjithashtu një proces i quajtur mineralizim. Fosfori në tokë më pas mund të përfundojë në rrugët ujore dhe oqeane dhe mund të përfshihet në sedimente me kalimin e kohës.
Squfuri është i ngurtë në formën e tij natyrore dhe në këtë formë; është i kufizuar në ciklin sedimentar. Mund të transportohet nga procese fizike si era, erozioni nga uji dhe ngjarje gjeologjike si shpërthimet vullkanike. Ai gjithashtu mund të transportohet nga oqeani dhe në atmosferë, tokë dhe përsëri në oqeane përmes përbërjeve të tij si dioksidi i squfurit, acidi sulfurik, kripërat e sulfatit ose squfuri organik nga reshjet dhe lumenjtë.
Të dyja bimët dhe kafshët luajnë një rol në qarkullimin e oksigjenit në atmosferë. Siç e dini, oksigjeni është thelbësor për shumë kafshë, përfshirë njerëzit. Ne thithim oksigjen dhe trupat tanë e përdorin atë për të prodhuar energji gjatë një procesi të quajtur frymëmarrje qelizore. Ky proces çliron dioksid karboni si një produkt mbeturinash, i cili është ajo që nxjerrim jashtë. Bimët marrin dioksid karboni gjatë fotosintezës, në të cilën prodhojnë ushqim dhe oksigjen. Oksigjeni lirohet dhe cikli fillon përsëri.
Kriteri më i rëndësishëm për jetën është uji. Ashtu si cikli i karbonit, cikli i ujit është procesi i lëvizjes së ujit midis gjallesave, Tokës dhe atmosferës. Uji avullohet nga trupat ujorë në Tokë, si liqenet, lumenjtë dhe oqeanet. Avulli i ujit kondensohet në retë dhe formon reshje që e kthejnë ujin në Tokë. Në Tokë, një pjesë e ujit kthehet në liqenet dhe oqeanet nga e ka origjinën, dhe një pjesë zhytet në tokë, duke formuar ujëra nëntokësore. Organizmat e gjallë, si bimët dhe kafshët, konsumojnë ujë. Uji avullon përsëri, duke vazhduar ciklin.
Disa shkencëtarë argumentojnë se ekosistemi është i aftë për riciklim të plotë. Riciklimi i plotë ka kuptimin që 100% e materialit të mbeturinave mund të rikonstituohet për një kohë të pacaktuar. Shkencëtarë të tjerë e kundërshtojnë këtë ide, duke pretenduar se riciklimi i plotë nuk është i mundur për mbetjet teknologjike.
Riciklimi ekologjik është shumë i zakonshëm në bujqësinë organike. Fermat organike që kryejnë riciklimin e ekosistemit mbështesin më shumë specie, pra, duke pasur një strukturë të ndryshme rrjeti ushqimor. Modeli i bujqësisë së riciklimit ekologjik i përmbahet parimeve të mëposhtme:
1. Transformimi i materies nga një formë në tjetrën – Ciklet e lëndëve ushqyese lejojnë shndërrimin e materies në forma të ndryshme specifike që mundësojnë shfrytëzimin e atij elementi në organizma të ndryshëm.
2. Transferimi i elementeve nga një vend në tjetrin – Ciklet e lëndëve ushqyese lejojnë transferimin e elementeve nga një vend në tjetrin. Disa elementë janë shumë të përqendruar në zona që janë të paarritshme për shumicën e organizmave të gjallë, siç është azoti në atmosferë. Ciklet e lëndëve ushqyese lejojnë që këta elementë të transferohen në vende më të aksesueshme si toka.
3. Funksionimi i ekosistemeve – Ciklet e lëndëve ushqyese ndihmojnë funksionimin e ekosistemeve. Ekosistemi, i cili kërkon që gjendja e ekuilibrit të funksionojë siç duhet, kthehet në gjendjen e ekuilibrit përmes cikleve ushqyese.
4. Ruajtja e elementeve – Ciklet e lëndëve ushqyese lehtësojnë ruajtjen e elementeve. Elementet që barten përmes cikleve ushqyese ruhen në rezervuarët e tyre natyrorë dhe lëshohen te organizmat në sasi të vogla që janë të konsumueshme.
5. Lidh organizmat, të gjallë dhe jo të gjallë – Ciklet e lëndëve ushqyese lidhin organizmat e gjallë me organizmat e gjallë, organizmat e gjallë me organizmat jo të gjallë dhe organizmat jo të gjallë me organizmat jo të gjallë. Kjo është thelbësore sepse të gjithë organizmat varen nga njëri-tjetri dhe janë jetik për mbijetesën e organizmave të gjallë. Këta organizma janë të lidhur nga rrjedha e lëndëve ushqyese e cila është krijuar nga ciklet e lëndëve ushqyese.
6. Rregulloni rrjedhën e substancave – Ciklet e lëndëve ushqyese rregullojnë rrjedhën e substancave. Ndërsa ciklet e lëndëve ushqyese kalojnë nëpër sfera të ndryshme, rrjedha e elementeve rregullohet pasi secila sferë ka një mjedis dhe shpejtësi të veçantë në të cilën rrjedha e elementeve përcaktohet nga viskoziteti dhe dendësia e mediumit. Prandaj, elementët në ciklet e lëndëve ushqyese rrjedhin me ritme të ndryshme brenda ciklit dhe kjo rregullon rrjedhën e elementeve në ato cikle.
