biologisk støkiometri

Artikkelstart

Biologisk støkiometri, omhandler mengdeforhold og balanse mellom grunnstoffene karbon (C), oksygen (O), hydrogen (H), nitrogen (N), fosfor (P) og svovel (S) i organiske molekyler, celler, levende organismer, deres leveområder (habitater) og økosystemer.

Faktaboks

Etymologi

gresk stoichein 'grunnstoff' og metron 'måling'

I de biologiske molekylene proteiner, nukleinsyrer, fett og karbohydrater er det et forholdsvis konstant støkiometrisk forhold mellom disse grunnstoffene, målt som antall molekyler eller mol stoff. Vanligvis er mengdeforholdet angitt i forkortet versjon som C:N:P-forhold, fordi tilgang på C, N og P påvirker den mikrobielle massen i jord og vann og vekst av primærprodusentene planter og planteplankton.

Ulike mengdeforhold

I omgivelsene kan det være andre mengdeforhold av biogrunnstoffene enn det som finnes i celler og organismer, noe som bidrar til minsket veksthastighet og redusert mengde biomasse. Mikroorganismer og sopp mineraliserer og resirkulerer vekstbegrensende biogrunnstoffer i organiske molekyler til enklere og mindre komplekse stoffer.

Inne i en celle er det forskjellig C:N:P-forhold i de forskjellige kompartementene og reaksjonsrommene i cellen. Nukleinsyrer har et C:N:P-forhold 12:4:1. Mennesker har et C:N:P-forhold i biomassen lik ca. 18:12:1, og som andre virveldyr (vertebrater) må kvitte seg med N i form av ammonium, urea eller urinsyre for å unngå ammoniumforgiftning.

Det biologisk støkiometriske forholdet kan være forskjellige hos autotrofe og heterotrofe organismer i næringskjeder og næringsnett. Forholdet mellom C, N og P i biomassen er påvirket av ytre og indre faktorer. En av veksthastighetshypotesene sier at det er en korrelasjon (sammenheng) mellom innhold av P, mengden P i RNA og alder. For eksempel i en ung granplante har et annet C:N:P-forhold i biomassen sammenlignet med et eldre grantre.

Likevekt

Biologisk støkiometri kobler sammen økosystemer og globale biogeokjemiske kretsløp med organismenes mineralnæring og energiomsetning i en støkiometrisk homeostase (likevekt).

C:N-forhold i biomasse

Forholdet mellom karbon ( C) og nitrogen (N) kalt C:N-forhold (C/N-ratio, C/N-forhold), i oppløste organiske stoffer og i dødt organisk materiale i jord og vann i har stor betydning for i hvilken grad mikroorganismer kan omsette organisk materiale og frigi energi og karbondioksid (CO2). Landplanter inneholder mye cellulose (C6H10O5)n og lignin og kan ha et C:N-forholdet 100:1, mens marint plantemateriale har et C:N-forholdet mellom 4:1 og 10:1. C/N-forholdet gir indikasjon på opprinnelsen (C/N-signatur) til det organiske materialet, og også hvor raskt det kan bli nedbrutt i kompost, sedimenter og vann. Mikroorganismer som lever av dødt organisk materiale som synker ned mot bunnen av havet får ofte mangel på nitrogen. Nitrogen er et næringsstoff som reduserer primærproduksjonen i jord, og i kystvann og estuarier.

Andre former for støkiometri

Biologisk støkiometri er en utvidelse av begrepet økologisk støkiometri med opprinnelse fra Liebigs minimumslov (Justus von Liebig) og Redfieldforholdet.

Kjemisk støkiometri omhandler mengdeforholdet mellom reaktanter og produkter i en kjemisk reaksjon, og er et mål på relativt masseforhold.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg