El término Ciclo Biogeoquímico deriva del movimiento
cíclico de los elementos que forman los organismos biológicos (bio) y el
ambiente geológico (geo) e interviene un cambio químico. Pero mientras que el
flujo de energía en el ecosistema es abierto, puesto que al ser utilizada en el
seno de los niveles tróficos para el mantenimiento de las funciones vitales de
los seres vivos se degrada y disipa en forma de calor, no sigue un ciclo y
fluye en una sola dirección. El flujo de materia es cerrado ya que los
nutrientes se reciclan. La energía solar que permanentemente incide sobre la
corteza terrestre, permite mantener el ciclo de dichos nutrientes y el
mantenimiento del ecosistema. Por tanto estos ciclos biogeoquímicos son
activados directa o indirectamente por la energía que proviene del sol.
Tipos de ciclos:
1.- Sedimentarios: los nutrientes circulan
principalmente en la corteza terrestre (suelo, rocas, sedimentos, etc.) la
hidrosfera y los organismos vivos. Son el azufre y el fósforo.
2.- Gaseoso: los nutrientes circulan
principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. Son el carbono, nitrógeno y el
oxigeno.
3.- El Ciclo HIDROLÓGICO: el agua
circula entre el océano, la atmósfera, la tierra y los organismos vivos, este ciclo
además distribuye el calor solar sobre la superficie del planeta.
Ahora describiré los ciclos mencionados:
El ciclo del fósforo:
Es un elemento indispensable en la materia viva forma parte
de biomoléculas como el ADN, ARN, ATP, y también en los huesos y los dientes de
animales, incluyendo al ser humano. La mayor reserva de fósforo está en la
corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas, fundamentalmente en
rocas fosfatada
-De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es
utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales.
- Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las
plantas o de otros animales que hayan ingerido.
- En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el
fósforo se libera en forma de ortofosfatos (PO4H2) que
pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato
orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los
mantos acuíferos o a los océanos.
El fósforo no forma compuestos volátiles que le permitan
pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar a tierra firme. Una
vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde
el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las aves marinas
que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y
que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de la
actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico de
los sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de
años. El hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen
fosfato.
El ciclo del azufre:
El azufre es un nutriente secundario requerido por
plantas y animales para realizar diversas funciones. El azufre circula a través
de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde
el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las
plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua.
Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la
tierra son llevados al mar por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra
por un mecanismo que consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como
el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2). Estos
penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme. Generalmente son lavados por
las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre puede ser directamente
absorbido por las plantas desde la atmósfera.
Las bacterias desempeñan un papel crucial en el reciclaje
del azufre. Cuando está presente en el aire, la descomposición de los
compuestos del azufre (incluyendo la descomposición de las proteínas) produce
sulfato (SO4=). Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido
sulfúrico (gas de olor a huevos en putrefacción) y el sulfuro de dimetilo (CH3SCH3)
son los productos principales. Cuando estos últimos gases llegan a la
atmósfera, son oxidados y se convierten en bióxido de azufre. La oxidación
posterior del bióxido de azufre y su disolución en el agua de lluvia produce
ácido sulfhídrico y sulfatos, formas principalmente bajo las cuales regresa el
azufre a los ecosistemas terrestres. El carbón mineral y el petróleo contienen
también azufre y su combustión libera bióxido de azufre a la atmósfera.
El ciclo del carbono:
El carbono es un componente básico para los compuestos
orgánicos y su fuente de suministro es el CO2 al incorporarse a la materia
viva. La fotosíntesis capta el CO2 de la atmosfera y disuelto en agua quedando
fijado en los organismos autótrofos fotosintéticos y se librera parte de este
carbono por la respiración y al ser consumido por herbívoros y omnívoros.
El carbono de los tejidos de los organismos autótrofos y
heterótrofos muere sin ser consumido por otros organismos de la cadena
alimentaria, sino que vuelve al medio en forma orgánica por los
descomponedores.
En el ambiente acuático el CO2 es utilizado por el
fitoplancton y las plantas acuáticas para incorporar a sus organismos el
carbono y parte del carbono circulante puede quedar en forma de carbonato en
conchas de los animales marinos.
Con el paso del tiempo geológico esta acumulación de
materia orgánica parcialmente descompuesta da lugar al carbón.
La materia orgánica puede sufrir un conjunto de
procesos por lo que se forman a grandes profundidades hidrocarburos (petróleo y
gas natural). Como resultado algunos componentes de este ciclo no volverán a
él.
El ciclo del nitrógeno:
Es esencial para los seres vivos ya que es un
componente básico para las células. Hay un 78% de nitrógeno en la atmosfera pero para la mayorías de los seres vivos no
pueden aprovecharla al estar en estado gaseoso N2 y necesita pasar a formas
químicas más reactivas para ser utilizado por los seres vivos.
El 90% del nitrógeno es fijado por una fijación biológica
que es llevada a cabo por bacterias fijadoras de nitrógeno y algunas viven en
simbiosis con algunas plantas como las leguminosas, también son fijadas por
bacterias de vida libre, por cianobacterias, por bacterias anaeróbicas y
bacterias fotosintéticas.
Otra fuente de nitrógeno son lo residuos orgánicos.
Mediante la nitrificación que es la oxidación del
amoniaco por la bacterias nitrificantes a nitrito y nitratos, que son llevados
por los nitrosomas y nitrobacter.
Los nitratos pueden transformarse en nitrógeno molecular
gaseoso mediante la desnitrificación
llevado a cabo por bacterias desnitrificantes.
El ciclo del oxigeno:
El oxígeno molecular (O2) representa el 20% de la
atmósfera terrestre. Este oxígeno abastece las necesidades de todos los
organismos terrestres que lo respiran para su metabolismo, además cuando se
disuelve en agua, cubre las necesidades de los organismos acuáticos. En el
proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los
electrones retirados de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es
agua. El ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de
la luz para alejar los electrones respecto a los átomos de oxígeno de las
moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de oxígeno de las moléculas
de agua. Los electrones reducen los átomos de carbono (de dióxido de carbono) a
carbohidrato. Al final se produce oxígeno molecular y así se completa el ciclo.
Por cada molécula de oxígeno utilizada en la
respiración celular, se libera una molécula de dióxido de carbono.
Inversamente, por cada molécula de dióxido de carbono absorbida en la
fotosíntesis, se libera una molécula de oxígeno.
Esta información la he sacado de los apuntes de
Ciencia de la Tierra, wikipedia y de lenntech
Es una relación en la que los
individuos de diferentes especies se ven afectados negativamente. Si dos
especies ocupan el mismo hábitat y utilizan un mismo recurso con el paso del
tiempo la especie que haya dejado mayor número de descendientes es la que
sobrevivirá, favoreciendo así la evolución de las especies.
