Alles in de natuur wordt hergebruikt.

Atomen die nu onderdeel zijn van jou, hoorden honderdduizend jaar geleden misschien wel bij een dinosauriër. Koolstof is een voorbeeld van een atoom dat op aarde oneindig gerecycled wordt.

Koolstof kan in het ecosysteem voorkomen in organische en anorganische moleculen . Als koolstof wordt gebruikt als bouwsteen voor stoffen zoals glucose, eiwitten en vetten, spreken we van een organische stof. Wanneer koolstof wordt gebruikt voor een stof als koolstofdioxide, spreken we van een anorganisch molecuul. Het stromen van het koolstofatoom in ecosysteem gebeurt eindeloos. Koolstof stroomt via autotrofe organismen (planten), hetrotrofe organismen (planteneters) en de reducenten door het ecosysteem heen. Dit noemen we de koolstofkringloop (BiNaS Tabel 93F).

Autotrofe organismen zijn in staat om de koolstofatomen in CO2-moleculen om te zetten naar glucose. Dit doen bijvoorbeeld planten en fotoautotrofe bacteriën door middel van fotosynthese. Chemoautotrofe bacteriën zijn ook in staat om glucose te maken uit CO2, dit noemen we dan chemosynthese. Chemosynthese houdt in dat bacteriën dit kunnen door middel van chemische energie en hier geen licht bij nodig hebben. In de voortgezette assimilatie kan de plant of bacterie koolstof ook ombouwen in vet of eiwit.

Consumenten , zoals konijnen, eten deze planten op en krijgen via deze weg plantaardige organische koolstofverbindingen binnen. De consument zal een deel van deze koolstofverbindingen verbranden. Dit heet dissimilatie. Tijdens de dissimiliatie worden koolstofatomen uit het glucose-molecuul weer omgezet naar het anorganische koolstofdioxide. De organische koolstofverbindingen die de consument niet verbrandt, worden gebruikt om het lichaam van de consument op te bouwen. De consument zet hierbij plantaardige vetten en eiwitten om in dierlijke vetten en eiwitten.

Afgestorven organische koolstofverbindingen van zowel consumenten als producenten worden door reducenten afgebroken tot anorganisch koolstofdioxide. Reducenten zijn schimmels en bacteriën. Reducenten zijn ook verantwoordelijk van de afbraak van organische verbindingen in uitwerpselen. Reducenten zorgen er voor dat organische koolstofverbindingen weer worden omgezet in anorganische verbindingen zoals koolstofdioxide, zodat op deze manier de koolstofkringloop weer rond is. Deze afbraak kan zowel met als zonder zuurstof plaatsvinden. Aërobe dissimilatie is de afbraak van organische verbindingen met behulp van zuurstof, ookwel verbranding. Anaërobe dissimilatie is de afbraak van organische verbindingen zonder zuurstof. Vervolgens kan het koolstofdioxide weer opgenomen worden door de producenten. Dit is de korte of snelle koolstofkringloop.

Een andere route is de langzame koolstofcyclus met vorming van calciumcarbonaat (CaCO3). Dit is een slecht oplosbaar zout van in water opgelost CO2 en Calcium Ca2+: kalksteen. De koolstof die in kalksteen en calciumcarbonaat zit, kan weer in de atmosfeer terecht komen door geologische processen. Een andere route in de langzame koolstofkringloop is de route die het koolstof-atoom doorloopt wanneer het als organische stof in de aardlagen terecht komt. Vervolgens blijft het daar miljoenen jaren lang in vastgelegd zitten en daarna kan het weer terugkeren naar de atmosfeer. De koolstof kan in de aardkorst zijn opgeslagen als veen, bruinkool, steenkool, aardgas of olie. Dit zijn fossiele koolstofmassa’s die duizenden tot miljoenen jaren geen deel uitmaakten van de levende wereld. Door vulkanen, erosie en door het oplossen van gesteenten in water komt de koolstof weer terug in de atmosfeer. Door de energiebehoefte van de mens is het vrijmaken van fossiele koolstof enorm toegenomen. Er vindt zo een versnelde koolstofstroom plaats vanuit de langzame naar de snelle koolstofkringloop, die niet in balans is met de snelheid waarmee koolstof in de aarde wordt opgeslagen. Dit is ook de reden waarom er zo veel protest is tegen het gebruiken van fossiele brandstoffen in ons dagelijks gebruik, omdat het de koolstofkringloop enorm verstoord.

Leerlingen die hier vragen over hebben, keken ook naar:

Autotroof en heterotroof

De stikstofkringloop

Ecosystemen