Daur Biogeokimia

Setiap makhluk hidup tersusun atas materi yang menyusun tubuhnya. Saat herbivora memakan tumbuhan, terjadi perpindahan materi dari tumbuhan menuju herbivora tersebut. Perpindahan materi juga terjadi ketika herbivora dimakan karnivora. Saat karnivora tersebut mati, materi tubuhnya akan dihancurkan oleh organisme pembusuk dan akibatnya berubah menjadi materi anorganik yang dapat digunakan oleh tumbuhan untuk tumbuh. Kejadian diatas adalah bentuk dari siklus materi atau daur materi yang terjadi pada ekosistem.

Daur biogeokimia adalah daur mineral dan materi anorganik lain yang terjadi melalui proses-proses biologi, geologi, maupun secara kimia.

Daur biogeokimia terjadi hampir pada semua jenis materi (sebut saja atom dan molekul). Namun artikel ini hanya akan menjelaskan beberapa daur saja, yang penting bagi kehidupan makhluk hidup di bumi.

Daur air

Air merupakan komponen utama dalam tubuh makhluk hidup, karena lebih dari 70% tubuh makhluk hidup tersusun atas air. Air di dunia ini selalu berputar-putar dalam siklus yang terus berulang.

Daur air

Sumber air utama adalah hujan, kemudian air hujan tersebut akan masuk ke tanah dan beberapa mengalir di sungai dan danau. Air di dalam tanah akan diserap oleh akar tumbuhan dan digunakan untuk proses fotosintesis. Setelah beberapa waktu, akan terjadi proses transpirasi pada daun yang menyebabkan air lepas dalam bentuk uap air. Hewan-hewan minum air sungai yang menyebabkan air berpindah ke tubuh hewan. Saat hewan melakukan respirasi (bernapas) dan ekskresi akan terjadi pengeluaran air dari dalam tubuh hewan.

Penguapan yang terjadi di sungai, danau, laut dan dari tubuh makhuk hidup akan membentuk uap air yang akan berkumpul menjadi awan. Awan-awan tersebut bila terkena suhu dingin akan mengembun dan berubah menjadi hujan kembali.

Daur karbon

Karbon adalah molekul utama pembentuk sel-sel tubuh. Karbon merupakan atom utama dalam molekul protein, lemak, dan karbohidrat. Sumber utama karbon adalah respirasi manusia dan hewan, pembakaran, dan erupsi vulkanik (letusan gunung).

Daur karbon

Karbon-karbon yang terlepas dalam bentuk CO₂ akan diserap oleh tumbuhan untuk melakukan fotosintesis. CO₂ tersebut akan digunakan sebagai bahan baku karbohidrat untuk cadangan makanan dan pembangun tubuh. Karbohidrat akan berpindah ke tubuh hewan saat tumbuhan tersebut dimakan hewan. Saat hewan dan tumbuhan mati, karbohidrat akan dihancurkan oleh mikroorganisme pembusuk dan karbonnya akan lepas dalam bentuk CO₂ kembali.

Beberapa hewan dan tumbuhan masa lampau yang telah berubah menjadi minyak bumi dan batu bara juga mengandung banyak karbon. Pembakaran bahan bakar minyak atau batu bara akan melepaskan molekul karbon ke atmosfir yang dapat ditangkap oleh tumbuhan kembali.

Daur nitrogen

Nitrogen merupakan materi yang paling melimpah di atmosfer, yang menyusun 78% dari udara atmosfir. Makhluk hidup memerlukan nitrogen untuk membangun protein dan asam nukleat. Hewan dan tumbuhan tidak mampu memanfaatkan nitrogen bebas (N₂) di udara, mereka membutuhkan kerja bakteri untuk mengikat nitrogen tersebut.

Daur nitrogen

Bakteri akan menangkap nitrogen bebas menjadi NH₃, yang kemudian akan diubah oleh bakteri lain menjadi NO₂^- (nitrit), dan diolah oleh bakteri lain lagi hingga menjadi NO₃^- (nitrat). Nitrat akan diserap oleh tumbuhan sebagai bahan untuk membangun asam nukleat, protein, dan klorofil. Senyawa mengandung nitrogen tersebut akan berpindah ke tubuh hewan ketika hewan memakan tumbuhan. di dalam tubuh hewan molekul-molekul tersebut akan dibentuk ulang menjadi molekul baru.

Kelebihan molekul yang mengandung nitrogen akan dibuang hewan dalam bentuk urin. Ketika hewan dan tumbuhan mati, mikroorganisme pembusuk akan menghancurkan tubuhnya dan melepaskan kembali nitrogen bebas ke udara.

Daur fosfor

Makhluk hidup memerlukan fosfor sebagai bahan pembentuk asam nukleat, fosfolipid, dan ATP, serta menjadi komponen penting dalam pembentukan gigi. Fosfor di alam berasal dari batuan yang karena peristiwa biologis dan fisika (misal hujan) menjadi terkikis dan mengendap di dalam tanah.

Daur fosfor

Fosfor dalam tanah akan diserap oleh tumbuhan (dalam bentuk fosfat anorganik) untuk digunakan sebagai bahan baku DNA, fosfolipid, dan ATP. Senyawa fosfor akan berpindah ke dalam tubuh hewan saat hewan memakan tumbuhan tersebut. Fosfor akan keluar dari tubuh hewan melalui aktivitas akskresi, selain itu hewan dan tumbuhan mati juga akan dibusukkan oleh mikroorganisme dan fosfornya akan kembali lepas dan mengendap dalam tanah.