생태계 호흡

Ecosystem respiration
생태계의 호흡

생태계 호흡은 특정 생태계에서 살아 있는 유기체들이 일으키는 모든 호흡의 합이다.[1] 생태계 호흡에 기여하는 두 가지 주요 과정은 광합성과 세포호흡이다. 광합성은 태양빛이 있는 곳에서 포도당과 산소를 생산하기 위해 탄소-다이옥사이드와 물을 사용하는 반면, 세포호흡은 포도당과 산소를 탄소-다이옥사이드, 물, 에너지를 생산하기 위해 사용한다. 이 두 과정의 입력과 출력의 조정은 생태계 전반 호흡의 기본 기능을 구성하는 완전히 상호 연결된 시스템을 만든다.

특정 생태계 내의 유기체가 호흡과정을 이용해 유기탄소를 이산화탄소로 전환하는 수술이다. 호흡의 양은 생태계의 종류와 공동체의 풍요에 따라 달라지지만, 이 메커니즘은 수생 환경과 육지 환경 모두에서 발생한다.

개요

해양 미생물 호흡
다음 시리즈의 일부
탄소 순환
Forms of organic matter.webp
지역별
이산화탄소
탄소의 형태
대사 경로
탄소호흡
탄소펌프
탄소 격리
메탄
바이오게화학
리스트

세포호흡은 자기영양과 이성애 사이의 전반적인 관계다. 자가영양은 광합성 과정을 통해 스스로 식량을 생산하는 유기체인 반면, 이성애자는 자신의 식량을 준비하지 못하고 영양을 위해 자가영양에 의존하는 유기체다.[3] 이 두 범주의 생물은 광합성과 호흡 사이의 조정에서 작용한다. 둘 다 다른 과정이 이용하는 생산물을 생산하기 때문이다. 세포호흡은 세포가 포도당과 산소를 가져다가 이산화탄소, 에너지, 물을 생산하는 데 사용할 때 일어난다. 이 거래는 세포의 이익뿐만 아니라 광합성 과정에서 핵심인 제공된 이산화탄소 배출량에도 중요하다. 호흡이 없으면 대사 작용이나 광합성 같은 생명에 필요한 행동이 중단될 것이다. 생태계 호흡은 일반적으로 실험실이 아닌 숲이나 초원과 같은 자연환경에서 측정된다. 생태계 호흡은 생태계의 탄소 흐름에서 이산화탄소의 생산량인 반면, 광합성은 전형적으로 생태계의 탄소 소비량의 대부분을 차지한다.[4] 탄소는 다양한 상황에서 탄소를 흡수하거나 방출하는 다양한 요소들에 의해 생태계 전체에 순환된다. 생태계는 광합성, 분해, 해양 흡수를 통해 탄소를 흡수한다.[5] 생태계는 동물의 호흡과 식물 호흡을 통해 이 탄소를 되돌려준다.[5] 시스템을 통한 탄소의 일정한 순환은 단지 전달되는 원소가 아니다. 동물과 식물의 호흡에서 이러한 생명체들은 에너지, 이산화탄소, 그리고 물을 낭비하는 동안 포도당과 산소를 섭취한다. 이러한 일정한 주기는 산소를 시스템으로 유입시키고 탄소를 시스템 밖으로 배출하게 한다.

중요도

자연 생태계에서, 탄소의 가장 큰 이용은 광합성에 있어서 탄소의 흡수를 통한 것이고, 탄소의 두 번째로 가장 큰 이용은 세포 호흡에서의 탄소의 방출을 통한 것이다. [6]이 두 유속의 미세한 변화는 대기의 이산화탄소에 더 큰 영향을 미칠 수 있다.[7] 이 두 과정은 대기 중의 이산화탄소 농도에 상당한 영향을 미치며, 그들의 정확한 기능이 생명을 유지하는데 필수적이다. 이산화탄소가 없다면, 식물은 광합성을 할 수 없을 것이고, 산소를 생산하지 않을 것이고, 지구상의 모든 생명체에 영향을 미칠 것이다. 지구 시스템에 생태계의 호흡이 없다면, "생명"이라는 기본 사상이 상실될 것이라고 해도 무방하다. 지구 형성 초기에는 이러한 과정들이 존재하기 전에는 공기와 해양은 무산화물이었다.[8] 무산화 환경은 산소가 없는 환경으로 주로 혐기성 미생물로 이루어져 있다. 대기 중의 산소 광합성의 진화는 생물권의 생산성을 증폭시켜 생물 다양성을 증가시켰다.[8] 광합성이 대기에 산소를 공급하면서, 호흡은 곧 기능하는 데 필요한 요소들을 제공하기 위해 진화했다. 광합성과 호흡 과정의 이러한 공진화는 우리를 오늘날 우리가 알고 있는 생물학적, 그리고 생산적인 생태계로 이끌었다.

참고 항목

참조

  1. ^ Yvon-Durocher, Gabriel; Caffrey, Jane M.; Cescatti, Alessandro; Dossena, Matteo; Giorgio, Paul del; Gasol, Josep M.; Montoya, José M.; Pumpanen, Jukka; Staehr, Peter A. (2012-06-20). "Reconciling the temperature dependence of respiration across timescales and ecosystem types". Nature. 487 (7408): 472–476. Bibcode:2012Natur.487..472Y. doi:10.1038/nature11205. ISSN 0028-0836. PMID 22722862. S2CID 4422427.
  2. ^ 로빈슨 씨(2019년) "미생물 호흡, 해양 탈산화의 엔진" 해양 과학의 프런티어, 5: 533. doi:10.3389/fmars.2018.00533.
  3. ^ "Explore Difference between Autotrophs and Heterotrophs". BYJUS. Retrieved 2020-12-07.
  4. ^ Lovett, Gary M.; Cole, Jonathan J.; Pace, Michael L. (2006-02-01). "Is Net Ecosystem Production Equal to Ecosystem Carbon Accumulation?". Ecosystems. 9 (1): 152–155. doi:10.1007/s10021-005-0036-3. ISSN 1435-0629. S2CID 5890190.
  5. ^ a b "Carbon cycle National Oceanic and Atmospheric Administration". www.noaa.gov. Retrieved 2020-11-23.
  6. ^ Gao, Xiang; Mei, Xurong; Gu, Fengxue; Hao, Weiping; Li, Haoru; Gong, Daozhi (2017-12-14). "Ecosystem respiration and its components in a rainfed spring maize cropland in the Loess Plateau, China". Scientific Reports. 7 (1): 17614. Bibcode:2017NatSR...717614G. doi:10.1038/s41598-017-17866-1. ISSN 2045-2322. PMC 5730584. PMID 29242569.
  7. ^ Suleau, Marie; Moureaux, Christine; Dufranne, Delphine; Buysse, Pauline; Bodson, Bernard; Destain, Jean-Pierre; Heinesch, Bernard; Debacq, Alain; Aubinet, Marc (2011-05-15). "Respiration of three Belgian crops: Partitioning of total ecosystem respiration in its heterotrophic, above- and below-ground autotrophic components". Agricultural and Forest Meteorology. 151 (5): 633–643. doi:10.1016/j.agrformet.2011.01.012. ISSN 0168-1923.
  8. ^ a b Bendall, Derek S; Howe, Christopher J; Nisbet, Euan G; Nisbet, R. Ellen R (2008-08-27). "Introduction. Photosynthetic and atmospheric evolution". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 363 (1504): 2625–2628. doi:10.1098/rstb.2008.0058. ISSN 0962-8436. PMC 2459219. PMID 18468981.

외부 참조