common:navbar-cta
Загрузить приложениеблогфункцииЦеныПоддержкаВойти
EnglishEspañolعربىFrançaisPortuguêsItalianoहिन्दीKiswahili中文русский

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).

! изображение-20210212133201153

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)

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

! изображение-20210212133221668

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):

! изображение-20210212133233562

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

Функция Элементы Химическая форма Примеры Структурные (биологические полимеры и вспомогательные материалы) H, O, C, N, P, S, Si, B, F, Ca, (Mg), (Zn) Участвует в химических соединениях или малорастворимых неорганических соединениях биологические молекулы (белки, ДНК, жиры, карбооксидраты) ткани (мышцы, легкие, листья...) скелеты; раковины; зубы поддерживающие ткани растений (лигнин, целлюлоза) Электрохимическая H, Na, K, Cl, HPO 2-, 4 (Mg), (Ca) Свободные ионы передача сообщений в нервах сотовая сигнализация энергетический обмен Механические 2- Ca, HPO4 , (Мг) Свободные ионы, обменивающиеся со связанными ионами Сокращение мышц Каталитический (кислотно-щелочный) Zn, (Ni), (Fe), (Mn) В комплекте с ферментами Пищеварение (Zn). Цинк окисляет спирт. Гидролиз мочевины (Ni) Удаление PO4 в кислотной среде (Fe, Mn) Каталитический (окислительно-восстановительный) Fe, Cu, Mn, Mo, Se, (Co), (Ni), (V) Реакции с O2 (Fe, Cu) азотная фиксация (Mo) уменьшение нуклеотидов (Co) Co необходимо для создания витамина B12

! изображение-20210212133419498

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) . *

Дополнительные темы см. в оглавлении.


[email protected]

https://aquateach.wordpress.com/
Loading...

Будьте в курсе новейших технологий Aquaponic

Компания

Авторское право © 2019 Аквапоника AI. Все права защищены.