CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Los seres vivos necesitan alrededor de 40 elementos químicos para su desarrollo; entre ellos, los fundamentales son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. La existencia de éstos en la naturaleza es limitada; por ello, deben reciclarse de manera constante. Así surgen los llamados ciclos biogeoquímicos, que permiten la disponibilidad de estos elementos una y otra vez, transformándose y recirculando a través de la atmósfera, hidrosfera, litosfera y biosfera, es decir la ecósfera.

Los ciclos biogeoquímicos pueden ser de dos tipos:

De nutrientes gaseosos. Cuya fuente de aporte es la atmósfera: Ej. carbono, oxígeno y nitrógeno.

De nutrientes sólidos. Proporcionados por la corteza terrestre; por ejemplo: Fósforo y azufre.

El agua desempeña un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicos, ya que los nutrientes atmosféricos llegan a la superficie terrestre con la lluvia; los nutrientes sólidos provienen de minerales de rocas desgastadas y disueltas por el agua, además, las plantas absorben los nutrientes minerales disueltos en este líquido.

Ciclo del Carbono:

El carbono se encuentra en la atmósfera como bióxido de Carbono gaseoso. Las plantas toman el Bióxido de carbono directamente del medio donde vive y con él fabrican carbohidratos y algunos lípidos durante la fotosíntesis. Al alimentarse de plantas, los animales ingieren los compuestos complejos elaborados a partir de bióxido de carbono y agua. El bióxido de carbono regresa a la atmósfera a través de la respiración de los seres vivos, por desintegración bacteriana o como residuo de las combustiones.

Ciclo del Nitrógeno:

Representa un ejemplo típico de nutrientes gaseosos. Constituye el elemento predominante de la atmósfera (79%). Las bacterias nitrificant.es fijan el nitrógeno atmosférico y lo convierten en sales de nitrógeno, nitritos o nitratos, que las plantas absorben del suelo a través de sus raíces.

Con el nitrógeno, la planta fabrica proteínas durante la fotosíntesis, las cuales son ingeridas en forma directa por herbívoros o Indirecta por carnívoros. Cuando los organismos mueren, sus cuerpos son desintegrados por la acción bacteriana, formándose amoniaco; otras bacterias convierten el amoniaco en nitratos, o lo liberan en forma

gaseosa por acción de bacterias desnitrificantes; de esta manera el nitrógeno regresa a la atmósfera.

Ciclo del Fósforo:

El fósforo es un elemento esencial para los seres vivos, ya que forma parte de la estructura de los ácidos nucleicos, y de las moléculas productoras de energía(ATP).Es un ejemplo de nutriente sólido que forma parte del suelo; se le encuentra en forma de fosfatos disueltos en agua, cuyo origen es la corteza terrestre.Las plantas absorben el fósforo del suelo y lo integran al ADN, ARN y ATP detodassuscélulas.Los animales lo obtienen al ingerir vegetales u otros animales.Los restos de animales y vegetarles muertos, así como los materiales de desecho, sufren la acción de bacterias fosfatizantes, las cuales liberan los fosfatos incorporándolos al suelo.El agua arrastra a la mayoría de los fosfatos del suelo y los conduce a través de ríos, lagos y mantos freáticos hasta depositarlos en el mar. El fósforo también es consumido por la flora y la fauna acuáticas.Las aves marinas recuperan un poco del fosfato depositado en el mar al consumir productos acuáticos, pero la mayor parte de este elemento no vuelve al ciclo, por lo que prácticamente todo el fósforo que circula es el producto de nuevas aportaciones del sustrato geológico.

CICLO DEL OXIGENO

El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre. Al respirar, los animales y los seres humanos tomamos del aire el oxígeno que las plantas producen y luego exhalamos gas carbónico Las plantas, a su vez, toman el gas carbónico que los animales y los seres humanos exhalamos, para utilizarlo en el proceso de la fotosíntesis. Plantas, animales y seres humanos intercambian oxígeno y gas carbónico todo el tiempo, los vuelven a usar y los reciclan. A esto se le llama el ‘ciclo del oxígeno’. Atmósfera El O2 le confiere un carácter oxidante a la atmósfera. Se formó por fotólisis de H2O, formándose H2 y O2: H2O + hν → 1/2O2. El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el disuelto en el agua interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la respiración celular se reduce oxígeno para la producción de energía y generándose dióxido de carbono, y en el proceso de fotosíntesis se origina oxígeno y glucosa a partir de agua, dióxido de carbono (CO2) y radiación solar. Corteza terrestre: El carácter oxidante del oxígeno provoca que algunos elementos estén más o menos disponibles. La oxidación de sulfuros para dar sulfatos los hace más solubles, al igual que la

oxidación de iones amonio a nitratos. Asimismo disminuye la solubilidad de algunos elementos metálicos como el hierro al formarse óxidos insolubles. Hidrósfera y atmósfera química básica estructuralitica: El oxígeno es ligeramente soluble en agua, aumentando su solubilidad con la temperatura. Condiciona las propiedades rédox de los sistemas acuáticos. Oxida materia bioorgánica dando el dióxido de carbono y agua. El dióxido de carbono también es ligeramente soluble en agua dando carbonatos; condiciona las propiedades ácido-base de los sistemas acuáticos. Una parte importante del dióxido de carbono atmosférico es captado por los océanos quedando en los fondos marinos como carbonato de calcio.

CICLO DEL AZUFREEl azufre forma parte de proteínas. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4 -2). Los organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a las moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior. Al morir los organismos, el azufre derivado de sus proteínas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato. Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de dióxido de azufre (SO2), realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos, en donde el azufre se encuentra almacenado. El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.