FLUJOS DE MATERIA Y ENERGÍA (CICLOS BIOGEOQUÍMICOS)
FLUJOS
DE MATERIA Y
LOS
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Se denomina así al movimiento de grandes
cantidades de carbono, nitrógeno, potasio, azufre, fósforo y calcio, entre
otros elementos químicos, entre los seres vivos y el medio donde habitan. Los seres vivos necesitan de 30 a 40
elementos químicos, aunque esto varía en
cada especie. Gracias a los ciclos
biogeoquímicos, los elementos químicos indispensables, se encuentran
disponibles para ser usados una y otra vez por otros organismos.
Ciclo del Agua
El ciclo del agua vincula la atmósfera, la
hidrosfera y la corteza de la Tierra. El
agua de la atmósfera se encuentra principalmente en forma de vapor. En la superficie continental circula por la
superficie (arroyos, ríos y lagos) y por los estratos subterráneos
(acuíferos). También se encuentra en
forma de nieve. El agua líquida se
acumula finalmente en el mar de donde retorna a la atmósfera en forma de
vapor. En este ciclo hay pocas
reacciones químicas y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros, o
cambia de estado físico. El agua
está en tres estados: sólido (hielo, nieve), líquido
y gas (vapor de agua).
Ciclo del agua en la naturaleza
Ciclo
del carbono
El ciclo del carbono es un sistema
de las transformaciones químicas de compuestos que
contienen carbono entre la biosfera, la atmósfera, la
hidrosfera y la litosfera. Es
un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de
la Tierra. Interviene en la fotosíntesis
y forma moléculas fundamentales como la glucosa. Este ciclo es relativamente rápido,
estimándose que la renovación del carbono atmosférico se produce cada
20 años.
Ciclo biológico
Comprende el intercambio de carbono (CO2)
entre los seres vivos y la atmósfera, comienza con
la fotosíntesis, mediante la cual el carbono queda retenido entre
las plantas y termina con la respiración que lo devuelve a
la atmósfera.
Ciclo biogeoquímico
El CO2 atmosférico se
disuelve con facilidad en agua formando ácido carbónico, que ataca
los silicatos que constituyen las rocas,
formando iones bicarbonato. Estos
iones disueltos alcanzan el mar, son asimilados por algunos organismos para
formar sus tejidos y tras su muerte se depositan en los sedimentos. El retorno a la atmósfera se produce en
las erupciones volcánicas tras la fusión de las rocas que lo
contienen. Este último ciclo es de larga duración, debido a los mecanismos
geológicos. Además, hay ocasiones en
las que la materia orgánica queda sepultada, sin oxígeno que la descomponga,
produciéndose así una fermentación que la transforma en carbón,
petróleo y gas natural.
Ciclo
del
Las rocas liberan fósforo al suelo, donde es
utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales. Los animales obtienen fósforo al comer
plantas u otros animales. Luego este es eliminado en las excretas y en las
heces en forma de fosfatos. En la descomposición
bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos, que
pueden ser utilizados directamente por las plantas. El fósforo es fundamental para muchos
procesos metabólicos y forma parte de los ácidos nucleicos. El ciclo del fósforo difiere de otros porque
no pasa por ninguna fase gaseosa.
Ciclo
del nitrógeno
El primer paso en el ciclo es la fijación
(reducción) del nitrógeno atmosférico (N2), a formas susceptibles de
incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como
el ion amonio (NH4+), o los iones nitrito (NO2–)
y nitrato (NO3–); en este proceso intervienen
las bacterias del suelo que derivan la energía de
la oxidación de dicho compuesto a nitrito y finalmente a nitrato.
Amonificación
La amonificación es la conversión
de los grupos amino (-NH2) o imino (NH), a ion amonio
(NH4+). Los animales,
eliminan el exceso de nitrógeno en forma de distintos compuestos. Los animales acuáticos producen
directamente amoniaco (NH3), que disuelto se convierte en ion
amonio. Los terrestres
producen urea, que es muy soluble y se concentra fácilmente en
la orina; o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y
el ácido úrico, ésta forma es común en aves, insectos y
en animales que no disponen fácilmente
de agua.
Nitrificación
La nitrificación es la oxidación biológica
del amonio a nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular
(O2) como receptor de electrones, es decir como
oxidante. A estos organismos el proceso
les sirve para obtener energía oxidando moléculas orgánicas, a través de
la respiración celular. La
combinación de amonificación y nitrificación, devuelve a una forma asimilable
por las plantas el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en
circulación por la cadena trófica.
Desnitrificación
La desnitrificación es
la reducción del ion nitrato (NO3–), presente en el suelo
o en el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2), que retorna a la
atmósfera cerrando el ciclo. Por su
lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del
nitrógeno. Lo realizan ciertas
bacterias heterótrofas, como Pseudomonas
fluorescens, para obtener energía.
Actividad 1
Con esta presentación podrás repasar el tema y podrás complementar la información con algunas figuras y fotografías.
Los ciclos biogeoquimicos
Con esta presentación podrás repasar el tema y podrás complementar la información con algunas figuras y fotografías.
Los ciclos biogeoquimicos
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