Ciclos Biogequimicos

Ciclo Biogeoquímico

Se denomina ciclo biogeoquímico al proceso natural donde ocurre el movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, sulfuro, fósforo y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición. En la biosfera la materia no es ilimitada de manera que su reciclaje es un punto clave en el mantenimiento de la vida en la Tierra; de otro modo, los nutrientes se agotarían y la vida desaparecería.

Ahora bien, el término ciclo biogeoquímico se deriva del movimiento cíclico de los elementos que forman los organismos biológicos (bio) y el ambiente geológico (geo) e intervienen en un cambio químico. Así como los animales y demás seres vivos se aprovechan y se benefician alimentándose de la materia orgánica, del mismo modo, estas satisfacen las suyas extrayendo los nutrientes inorgánicos del sustrato o medio ambiente. Ciertamente que estos ciclos no se desarrollan siempre con velocidad uniforme. A veces hay elementos que son retenidos mucho tiempo por un organismo y tardan en regresar al medio.

Hay dos tipos de ciclos biogeoquímicos, que están interconectados:

• Gaseoso. En el ciclo gaseoso, los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados rápidamente, con frecuencia en horas o días. Los principales ciclos gaseosos son los del carbono, oxígeno y nitrógeno.

• Sedimentario: También se estudian los ciclos biogeoquímicos de los contaminantes.

Por otro lado, en los ciclos biogeoquímicos se pueden reconocer dos partes o compartimientos: la biótica y la abiótica.

• La parte biótica: Comprende la inclusión de sustancias inorgánicas en el organismo y la subsiguiente descomposición y re mineralización. El intercambio de elementos es rápido, pero la cantidad de sustancias inorgánicas no es mayor. El organismo vivo toma elementos inorgánicos y al morir y descomponerse éstos son devueltos al ambiente para ser nuevamente aprovechados.

• La parte abiótica: El medio contiene gran cantidad de sustancias inorgánicas, que se descomponen con lentitud y están a disposición del organismo en forma abundante y fácil (agua, dióxido de carbono, oxigeno) o escasa y difícil (fósforo y nitrógeno, por ejemplo). En el primer caso se trata de ciclos atmosféricos con grandes reservas de materiales; en el segundo se trata de materiales sedimentarlos (fósforo, hierro, azufre, magnesio, y elementos menores).

Principales ciclos biogeoquímicos

• Ciclo del Agua

Se inicia con el proceso de evaporación del agua de la biosfera. Una vez en la atmósfera, el agua se condensa formando nubes (Condensación). Cuando el grado de condensación es muy elevado, se precipita en forma de lluvia, granizo o nieve (precipitación). La mayor parte de precipitaciones en forma de lluvia se producen sobre el mar, de manera que se cierra el ciclo. La mayor parte del agua caída sobre la tierra discurre sobre la superficie de la misma (Escorrentía), formando ríos., otra parte del agua precipitada forma lagos en el interior de la tierra formando aguas subterráneas (infiltración).

• Ciclo del Carbono

El carbono está almacenado en el aire, el agua y en el suelo en forma de CO². Los organismos autótrofos toman el carbono del CO² del agua, el aire o el suelo o a través de la fotosíntesis producen alimentos y liberan oxígeno. Los animales herbívoros se alimentan de las plantas y usan los compuestos orgánicos para vivir. Los azúcares son descompuestos por los herbívoros por procesos químicos y forman el combustible de su cuerpo. Este proceso se inicia con la respiración.

• Ciclo de Nitrógeno

Su reserva fundamental es la atmósfera, donde se encuentra N², pero no puede ser utilizada por la mayoría de los seres vivos. El amonio y el nitrato lo toman las plantas por las raíces para sintetizar proteínas y ácidos nucleicos. En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales se forma amonio y debe ser eliminado. Esta eliminación se hace en forma de amoníaco o en forma de urea o en forma de ácido úrico.

• Ciclo de Oxígeno

Los átomos del elemento oxígeno se encuentran combinados dos a dos constituyendo el gas oxígeno o asociado al hidrógeno constituyendo el agua o en la forma de dióxido de carbono (CO²). La presencia de O² depende de la fotosíntesis. En tanto ésta produce el O², la respiración lo consume. El oxígeno es también fundamental en la formación de la capa de ozono. Esta protege a la biosfera contra la acción de esos rayos que son perjudiciales al hombre y otros animales.

• Ciclo del Fósforo

El papel que desempeña el fósforo es vital. Se componen de los ácidos nucléicos, muchas sustancias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, se encuentra también en los huesos y los dientes de animales. Los seres vivos toman el fósforo en forma de fosfatos, estos pasan a los vegetales por el suelo y luego los animales; Cuando estos excretan, los descomponentes actúan volviendo a producir fosfatos. De las rocas se libera el fósforo. Los animales obtienen el fósforo al alimentarse. En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de fosfatos.

• Ciclo de Azufre

Se desplaza a través de la biosfera en dos ciclos, uno interior y uno exterior. El ciclo interior es desde el suelo a las plantes y luego nuevamente al suelo. Estos penetran en la atmósfera y son llevados a tierra firme, parte del dióxido de azufre puede ser absorbido por las plantas. Las bacterias tienen un papel crucial en este ciclo.

Flujos de energía frente a la capacidad de regeneración de la naturaleza

Toda la naturaleza funciona a partir de un sólo tipo de energía: la solar, que, a la escala de la humanidad, es indefinida o renovable (todos los días llega a la Tierra una misma cantidad de energía desde el sol y ésta se mantendrá mucho más tiempo del que nadie espera para la humanidad: miles de millones de años). Sólo hay un tipo de seres vivos capaces de usar directamente esta energía para integrarla en las moléculas químicas de su organismo (independientemente del calor que cualquier ser vivo puede obtener de la radiación solar): las plantas y las bacterias verdes. De ellas

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