생지화학적 순환에서 미생물의 탄소 순환, 질소 순환, 황순환 미생물

미생물 관계는 지구 생지화학 주기의 중추로, 지형을 통해 탄소, 질소, 황과 같은 필수 기초 물질의 유입을 조절합니다. 이러한 주기는 토양 비옥도부터 대기 구성에 이르기까지 모든 것에 영향을 미치며 생명을 유지하는 데 매우 중요합니다. 미생물은 서로와 주변 환경과 상호 작용하여 생태계의 균형을 유지하는 복잡한 화학적 변성을 일으킵니다. 유기물을 분해하는 것부터 대기 질소를 고정하는 것까지, 이러한 작은 생물들은 생태적 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 이 블로그에서는 중요한 생지화학 주기에서 미생물 관계의 역할과 그 작용이 지구에 생명체에 미치는 영향을 살펴봅니다.

1. 자연의 분해자 및 합성자로서의 탄소 순환 미생물

탄소 순환에서 미생물은 유기물을 분해하고 유기 화합물을 생성하는 데 모두 필요합니다. 곰팡이와 박테리아와 유사한 분해자가 상호 작용하여 공장과 짐승의 잔해를 분해하고 이산화탄소(CO2)를 대기 중으로 다시 방출합니다. 이러한 미생물 관계는 특히 셀룰로오스와 리그닌과 같은 복잡한 유기 화합물을 대사 하기 위해 서로 다른 미생물 군집이 협력하는 토양 생태계에서 두드러집니다. 혐기성 미생물은 메탄 생성 물질과 유사하게 세척 및 농업 시스템에서 산소가 부족한 조건에서 강력한 온실가스인 메탄(CH4)을 생성하는 데도 역할을 합니다. 남세균과 같은 자가영양 미생물은 부패를 넘어 광합성을 통해 대기 중 CO2를 유기물로 전환하여 탄소 집착에 기여합니다. 이러한 종속영양생물과 자가영양생물의 상호작용은 탄소 순환의 기초를 형성하여 육상 및 해저 생태계를 통한 탄소 이동을 유도합니다. 산림전용과 오염과 같은 요인으로 인해 탄소 순환에서 미생물 관계의 전위는 기후 조절에 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다.

2. 질소 변환을 위한 질소 순환 미생물 협력

질소 순환은 미생물 관계에 크게 의존하는 또 다른 생지화학적 과정입니다. 질소는 모든 생물에게 필수적이지만 대기 중 질소(N2)를 직접 사용할 수는 없습니다. 질소 고정 박테리아는 콩과 식물 상점과 공생하는 리조비움 종과 유사하게 N2를 암모니아(NH3)로 전환하여 상점에서 흡수할 수 있는 형태입니다. 이러한 공생 관계는 농업 및 자연 생태계에서 토양 비옥도를 유지하는 데 매우 중요합니다. 암모니아는 니트로소모나스와 니트로박터와 유사하게 질산염(NO2 -)과 질산염(NO3 -)으로 산화되는 질산염화 박테리아에 의해 더 많이 재사용됩니다. 이러한 형태는 공장 영양에 매우 중요하지만 수로로 변형되어 균형이 맞지 않으면 부영양화를 일으킬 수도 있습니다. 탈질소화 박테리아는 슈도모나스와 마찬가지로 질산염을 다시 N2로 전환하여 대기 중으로 되돌림으로써 질소 순환을 차단합니다. 이러한 미생물 관계는 생물체의 질소 공백을 보장하는 동시에 생태계의 과도한 축적을 방지합니다. 이러한 관계로의 전위는 합성 질병의 남용과 유사하게 주기를 불안정하게 만들고 환경에 해를 끼칠 수 있습니다.

3. 황순환 미생물의 산화 및 환원 관계

미생물 관계는 덜 두드러지지만 역으로 중요한 생지화학적 과정인 황 순환을 주도하기도 합니다. 황은 살아있는 유기체의 단백질과 효소에 필수적이며, 미생물은 유기 국가와 무기 국가 간의 변태 과정에서 중심적인 역할을 합니다. 무산소 환경에서 황산염 환원 박테리아는 데술포비브리오와 유사하게 황산염(SO4 ² ⁻)을 황화수소(H2S)로 전환합니다. 이 상업은 세탁 및 해양 퇴적물에서 매우 중요하며, 유황 순환은 상점 및 기타 유기체의 영양소 공백에 영향을 미칩니다. 황화수소는 독성이 있지만 티오바실러스와 같은 황 산화 박테리아에 의해 사용되며, 티오바실러스는 이를 황산염이나 필수 황으로 다시 전환합니다. 이 산화 과정은 지형을 해독할 뿐만 아니라 황 산화 미생물의 에너지 생성물에 기여하여 심해 열수 반사에서 먹이 사슬의 기초를 형성하는 경우가 많습니다. 이러한 복잡한 미생물 관계는 토양, 심연, 대기의 황 공백을 조절하여 생물 다양성과 생태계 안정성을 지원합니다.

결론

미생물 관계는 지구 시스템을 통한 탄소, 질소, 황의 유입을 억제하는 생지화학적 순환의 핵심입니다. 미생물은 유기물 오염부터 질소 고정 및 황 산화에 이르기까지 생태계를 유지하고 환경 균형을 유지하는 필수적인 기능을 수행합니다. 이러한 관계를 이해하고 보존하는 것은 특히 기후 변화와 이러한 주기를 방해하는 치명적인 조건에 직면하여 매우 중요합니다. 미생물 기능을 탐구하고 활용함으로써 우리는 축산업, 기후 조절 및 환경 복원을 위한 지속 가능한 결과를 위해 노력할 수 있습니다.