Concentrarea, acumularea selectiva a elementelor in activitatea biochimica a sistemelor vii

Concentrarea, acumularea selectiva a elementelor in activitatea biochimica a sistemelor vii

Activitatea biochimica a sistemelor vii se manifesta, in linii mari, prin realizarea, in raport cu mediul, a doua functii esentiale: concentrarea (acumularea) si dispersarea selectiva a elementelor.

Acumularea atomilor in organisme este, in general, independenta de proportia acestora in mediul extern, ca un rezultat al perfectionarii selective a metabolismului de-a lungul evolutiei. Carbonul, azotul, fosforul realizeaza concentratii mult mai mari in substanta vie decat in mediul inconjurator

Acumularea de catre organisme a unor elemente este uneori proportionala cu continutul lor in mediu, fenomenul avand caracter de adaptabilitate, bine fixat genetic, care confera speciilor respective avantaje competitive. Astfel, in unele medii organismele concentreaza elemente rare: algele brune - iod, brom, potasiu, pana la 18-20% din cenusa; lichenii - cupru; lintita (Lemna trisluca) - mangan; plantele halofile (Salicornia herbacea) acumuleaza pana la 10.1% ioni de Na+, Cl-, SO42-; cele calcifile (Saxigrafa aizoon) acumuleaza si secreta ioni de Ca2+, iar animalele marine inferioare realizeaza o compozitie chimica generala similara cu cea a mediului extern.

Acumularea biogeochimica realizata de organisme in diferite perioade geologice a avut ca efect formarea depozitelor sedimentare, terestre sau marine, a unor zacaminte minerale. Zacamintele de petrol si gaze naturale s-au format din materia organica transformata, prin activitatea organismelor, in hidrocarburi. Fosforitele s-au constituit din depunerile marine ale fito- si zooplanctonului in proterozoic si cambrian. Guanoul provine din dejectiile unor populatii de pasari, iar salpetrul prin acumularea unor resturi organice atat pe continent, cat si in bazine oceanice. Efectul acumularii biogeochimice actuale devine evident in cazul unor metale grele sau substante toxice, a caror concentrare de-a lungul lanturilor trofice poate deveni periculoasa pentru consumatorii de ordin superior, inclusiv pentru om.

Dispersarea in mediu a elementelor este, in general, o functie dependenta de organismele mobile; acestea vehiculeaza la distante variabile de la locul absorbtiei atomii pe care ii pun in libertate in urma proceselor de excretie sau dupa moarte prin descompunerea substantelor care le alcatuiesc. Pasarile migratoare transporta la mii de kilometri elementele chimice.3

Prin activitatea metabolica sau descompunerea cadavrelor, biosfera imprastie in atmosfera si hidrosfera cantitati importante de gaze, estimandu-se ca 95-97% din substanta vie se transforma, dupa moarte, in gaze (Vernadski, 1934). Oxigenul atmosferic este, aproape in exclusivitate, rezultat din fotosinteza. Concentratiile de azot, dioxid de carbon se mentin constante ca urmare a activitatii biosferei; aceasta activitate asigura nu numai absorbtia elementelor respective, ci si revenirea lor in atmosfera. Sub aspect cantitativ, materia vie constituie biomasa estimata la 2 429 x 109 tone global, ceea ce reprezinta numai 0.001% din masa crustei terestre.4 Biomasa este formata din fitomasa si zoomasa. Cea mai mare pondere o are fitomasa pe uscat (circa 99% din biomasa totala), iar in ocean, ponderea acesteia este sub 50%. In sistemele vii, elementele chimice participa

la realizarea structurilor, a reactiilor chimice si la ciclurile biogeochimice, in mod diferit in functie de proprietatile lor. Astfel, carbonul are o viteza mai mare de circulatie decat azotul, fosforul si sulful, elemente care participa la formarea acizilor nucleici, proteinelor.

Ciclul biogeochimic al unui element reprezinta etapele de transformare, fizica si chimica, si de transfer dintr-un invelis geografic in altul prin intermediul organismelor vii.