Étapes et importance du cycle du phosphore

Le cycle du phosphore est le processus par lequel le phosphore se déplace à travers les roches, l'eau, le sol et les organismes. Ce cycle, contrairement aux autres cycles biogéochimiques, ne traverse pas l'air car il n'y a pas beaucoup de composés gazeux à base de phosphore.

La principale réserve de phosphore se trouve dans les eaux des rivières, des lacs et des océans (hydrosphère), mais aussi dans les sédiments et les roches (lithosphère). Le phosphore est essentiel pour la croissance des plantes et des animaux, ainsi que pour les microbes qui habitent le sol, qui s’épuisent progressivement avec le temps.

La principale fonction biologique du phosphore est de faire partie de biomolécules importantes telles que les acides nucléiques (ADN et ARN), certaines protéines et certains lipides. En fait, les brins d'ADN sont formés par des liaisons ester phosphate.

Le phosphate de calcium est également un composant important pour la formation des os et des dents des mammifères. De même, il fait partie de la structure de l'exosquelette des insectes, des membranes des phospholipides cellulaires et de nombreux métabolites importants tels que l'ATP.

Le cycle du phosphore est un processus extrêmement lent, car le phosphore reste longtemps dans les roches et les sédiments. La pluie et l'érosion aident à laver le phosphore des roches, tandis que dans le sol, la matière organique absorbe le phosphore qui sera utilisé pour divers processus biologiques.

Comme tous les cycles biogéochimiques, il n'y a pas de début ni de fin du cycle du phosphore, et il n'y a certainement pas de sens unique du mouvement. Les cycles terrestres sont des réseaux complexes où les ressources se déplacent dans plusieurs directions.

Index

• 1 étapes du cycle
• 2 L'importance du phosphore pour les êtres vivants
  • 2.1 Limiter les nutriments
  • 2.2 Forme ADN et ARN
  • 2.3 Transport d'énergie
  • 2.4 Donne la structure aux membranes cellulaires
  • 2.5 Il fait partie des os
  • 2.6 Participation à l'homéostasie
  • 2.7 Régule l'activité enzymatique
  • 2.8 Emetteur de signal
• 3 Impact de l'être humain sur le cycle du phosphore
  • 3.1 Utilisation d'engrais
  • 3.2 Eutrophisation
  • 3.3 Eaux usées et utilisation de détergents
• 4 références

Les étapes du cycle

- Au fil du temps, la pluie et le vent érodent les roches, provoquant la libération d'ions phosphate et d'autres minéraux. Ce phosphate inorganique est distribué dans le sol et l'eau.

- Les plantes absorbent le phosphate inorganique du sol par ses racines; De cette manière, ils incorporent les phosphates à leurs molécules biologiques (acides nucléiques et protéines), permettant ainsi leur croissance et leur développement.

- Les plantes peuvent être consommées par les animaux herbivores. Une fois dans l'organisme, les molécules qui contiennent du phosphore sont dégradées et réincorporées dans les molécules organiques de l'organisme herbivore.

- Les animaux herbivores peuvent être consommés par les carnivores et ils transfèrent ainsi les atomes de phosphore au niveau supérieur de la chaîne trophique. Les phosphates qui ont été absorbés par ces animaux sont renvoyés dans le sol par excrétion.

- Lorsque la plante ou l'animal meurt, ses tissus sont décomposés par un autre groupe d'organismes appelé décomposeurs. Ces microbes dégradent les restes et, de cette manière, le phosphate organique est renvoyé dans le sol.

- Le phosphore dans le sol peut se retrouver dans différentes étendues d’eau et se retrouver dans l’océan. Une fois sur place, peuvent être incorporés dans des organismes aquatiques ou sédimentaires pendant de longues périodes.

L'importance du phosphore pour les êtres vivants

Limiter les nutriments

Comme le carbone, l'oxygène, l'hydrogène et l'azote, le phosphore est un nutriment limitant pour toutes les formes de vie, ce qui signifie que le potentiel de croissance d'un organisme est limité par la disponibilité de cet élément nutritif vital.

Conforme à l'ADN et à l'ARN

Le phosphore fait partie de la structure de l'ADN et de l'ARN. La forme en double hélice de l'ADN n'est possible que parce que les molécules de phosphate forment un pont phosphate-ester qui se lie à la double hélice.

Transport d'énergie

Le phosphore est également nécessaire au transport de l'énergie dans les cellules, il constitue un élément fondamental des molécules de stockage d'énergie telles que l'ATP, l'ADP, le PIB, entre autres.

Donne la structure aux membranes cellulaires

Le phosphore fournit une structure aux membranes cellulaires. Les composants fondamentaux des membranes biologiques sont des molécules appelées phospholipides, formées par différents types de lipides liés aux groupes phosphate.

Il fait partie des os

Le phosphore se trouve dans les os sous forme de phosphate de calcium et lui donne sa rigidité. Il est également présent dans l'émail des dents des mammifères et dans l'exosquelette des insectes.

Participation à l'homéostasie

Le phosphore agit également dans le maintien de l'homéostasie. Certains composés à base de phosphore sont des tampons importants; c'est-à-dire qu'ils aident à maintenir l'équilibre entre les acides et les bases (pH) dans le corps.

Régule l'activité enzymatique

Le phosphore régule l'activité des enzymes.De nombreuses enzymes importantes du métabolisme sont activées (ou désactivées) par l'addition de groupes phosphate.

Émetteur de signal

Le phosphore est également essentiel pour la transmission des signaux dans les cellules.

Impact de l'être humain sur le cycle du phosphore

L'être humain a interagi avec son environnement et a influencé de nombreux processus naturels, y compris le cycle du phosphore. Les activités humaines modifient le cycle du phosphore principalement en ajoutant plus de phosphore aux endroits où il y avait peu de phosphore auparavant.

Utilisation d'engrais

Les phosphates étant très limités dans le sol, les pratiques agricoles modernes impliquent souvent l’utilisation d’engrais contenant des phosphates inorganiques.

Lorsque le phosphore est ajouté à un écosystème très fréquemment, une grande partie de ce phosphore est perdue car il est lavé rapidement avec les pluies et l'irrigation.

Par conséquent, le phosphore en excès finit par être transporté vers les plans d’eau (rivières, mers et océans) par un processus appelé ruissellement.

Eutrophisation

Les nutriments lavés par les eaux de ruissellement s'accumulent dans les masses d'eau, provoquant la croissance exponentielle des algues et du plancton. Ce processus est connu sous le nom d'eutrophisation.

La prolifération de ces organismes entraîne un appauvrissement rapide de tout l'oxygène disponible, ce qui finit par affecter toutes les autres espèces de l'écosystème.

Ce phénomène a été observé dans de petits écosystèmes, tels que les étangs de certaines fermes, mais aussi dans d’énormes masses d’eau, comme la mer Baltique. 

Eaux usées et utilisation de détergents

Une autre source importante de phosphore provient des eaux usées et des détergents. Tous deux finissent par verser leurs groupes de phosphates dans les plans d'eau, augmentant ainsi le processus d'eutrophisation.

Références

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