微量栄養素の自然存在量 元素の自然存在量は、核合成 の過程に基づいて原子番号に依存しており、原子番号が大きい元素は一般的に原子番号が小さい元素よりも存在量が少ない。[ 17 ] ほとんどの微量栄養素は原子番号が大きい微量元素 であり、自然界では低濃度で存在している。[ 18 ] この規則の注目すべき例外は、ホウ素 (原子番号5)、マンガン (原子番号25)、鉄(原子番号26)である。
一次生産者は、微量栄養素を 群集の 化学組成に取り込む主な貢献者である。[ 19 ] 生態系内の消費者は 、摂取する一次生産者の組織に含まれる微量栄養素に限定される。一次生産者は、周囲の非生物的環境と土壌中の有機物の循環から微量栄養素を得る。[ 20 ] 例えば、草は土壌から鉄を吸収し、動物はヘモグロビン 生成に鉄を必要とする。[ 21 ]
微量栄養素の供給源と輸送
人為的影響 人為的な産業活動は、意図せずして世界中のさまざまな生態系に微量栄養素を注入しています。[ 15 ] 生態系への微量栄養素の添加は、プラスとマイナスの両方の影響を及ぼす可能性があります。気候変動に直面して、炭素隔離 の方法として、海洋への鉄の施肥が 提案されています。[ 31 ] しかし、栄養分が多くクロロフィルが少ない 海洋領域で鉄の濃度が高くなると、人間と海洋生物の両方に有毒な有害藻類ブルームの発生を引き起こす可能性があります。 [ 32 ] 同様に、湖、孤立した海、沿岸の湾や入り江では、微量栄養素の添加により富栄養化が起こり、 低酸素状態 になり、生態系の健全性が低下する可能性があります。[ 33 ]
微量栄養素は、多くの人為的活動によって生態系に放出されます。化石燃料の 燃焼は、Zn、Fe、Ni、Cuなどの微量栄養素を大気、周囲の土壌、近くの水路に放出します。[ 16 ] 農業用肥料の流出には、Fe、Mn、Zn、Cu、Co、B、Mo、Niなどの多くの微量栄養素が含まれています。肥料の流出は、これらの微量栄養素を地下水、土壌、水路に注入します。[ 34 ] 森林伐採は 土壌の圧縮を減少させ、微量栄養素、特にFeを含む粉塵の風による輸送を増加させます。[ 12 ] 工業鉱業は、流出水を汚染する 鉱滓 を生成します。鉱滓の不適切な処理は、微量栄養素が地下水、土壌、近くの水路に漏れる原因となります。[ 14 ] [ 35 ]
植物の微量栄養素の必要量 植物は多くの必須タンパク質を合成するために微量栄養素に依存しています。実際、植物の成長を支えるすべてのプロセスは、多くの微量栄養素のいずれかを含むタンパク質によって媒介されています。[ 42 ] 例えば、マンガンは多くの植物にとって必須の微量栄養素です。なぜなら、マンガンは水分子を分解して電子からエネルギーを取り出す光化学系IIの構造を構築するからです。[ 43 ] 微量栄養素の吸収が不十分だと、欠乏症や、極端な場合には死亡に至ることもあります。[ 44 ] 逆に、土壌中の微量栄養素の濃度が高くなると、毒性が生じる可能性があります。[ 44 ]
植物の微量栄養素欠乏症の例
クロロシスとは 、植物が十分なクロロフィルを生成できない状態のことです。銅、鉄、マンガン、または亜鉛の不足がクロロシスを引き起こす可能性があります。[ 45 ] ホウ素欠乏症とは 、植物の生殖、成長、幹細胞の生成能力が阻害される状態である。[ 46 ] モリブデン欠乏症とは 、窒素固定酵素の産生不足により硝酸塩が蓄積し、葉の黄化、壊死、早期発芽を引き起こす状態である。[ 47 ]
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