Búsqueda

20 jul 2020

Ciclos Biogeoquímicos

Casas, J. y otros. (2006) mencionan que los ciclos biogeoquímicos representan el recorrido de la materia de unos organismos a otros al atravesar los distintos subsistemas del planeta. Son ciclos gaseosos si el almacén de la materia es la atmósfera y sedimentarios si falta el almacén atmosférico. En este sentido, son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Asimismo, 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; además, los ciclos biogeoquímicos tienen una zona abiótica, que suele contener grandes cantidades de elementos biogeoquímicos, pero el flujo de los mismos es lento, ya que tienen largos tiempos de residencia; y una zona biótica, cuyo flujo es rápido, pero tiene poca cantidad de sustancias que permiten que formen parte de los seres vivos.

Por otra parte, todos los ciclos biogeoquímicos poseen dos grandes partes:

a) Depósito: Es de movimiento lento, grande, donde se encuentra la mayor parte de las sustancias, de la naturaleza inorgánica.
b) Pozo de Intercambio: Es la parte que se mueve entre los seres vivos y el ambiente.

Y de acuerdo con el lugar donde se encuentra el depósito, se dividen en:

a) Ciclos Gaseosos: El depósito se halla en la atmósfera o en el océano.
b) Ciclos Sedimentarios: El cual se encuentran en el suelo.

A todo esto, existen diversos ciclos biogeoquímicos los cuales son:

Ciclo del Agua

Es el proceso de circulación del agua entre los distintos compartimentos de la hidrosfera; además, se trata de un ciclo biogeoquímico en el que hay una intervención mínima de reacciones químicas, y el agua solamente se traslada de unos lugares a otros o cambia de estado físico, asimismo el agua de la hidrosfera procede de la desgasificación del manto, donde tiene una presencia significativa, por los procesos del vulcanismo. Es por ello, que el ciclo del agua comprende los siguientes pasos:

a) Evaporación: El ciclo del agua comienza con la evaporación del agua desde la superficie del océano, donde la radiación solar favorece que  continuamente se forme vapor de agua. El vapor de agua, menos denso que el aire, asciende a capas más altas de la atmósfera, donde se enfría y se condensa formando nubes.

b) Condensación: A medida que se eleva el aire humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua. 

c) Precipitación: Las gotas  de agua se juntan y forman las nubes, las que luego caen por su propio peso. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo, y si es más cálida, cae como gotas de lluvia. 

d) Absorción: El agua de lluvia se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterráneas. 

e) Transpiración de las plantas: El agua que absorben las plantas es eliminada, por medio de las hojas, flores y tallos, en forma de vapor de agua. 

No obstante, en varias fases del ciclo hidrológico, el agua es tomada por animales y plantas para sus procesos metabólicos y luego es devuelta a la atmósfera  en forma de vapor, mediante la respiración,  la orina, el sudor, la transpiración según sea el caso, con lo cual el ciclo se renueva.

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; donde 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.

No obstante, las plantas, los animales y los seres humanos intercambian oxígeno y gas carbónico todo el tiempo, el cual los vuelven a usar y los reciclan. A esto se le llama el ciclo del oxígeno. Es por ello, que la reserva fundamental de oxígeno está en la atmósfera; el ciclo de este vital elemento está ligado fuertemente al del carbono, ya que tanto en la respiración animal como en la vegetal (fotosíntesis) se traspasa constantemente junto a este elemento entre la atmósfera y los seres vivos.

Además, existen organismos que lo consumen para obtener energía (animales) y otros, a pesar de gastar cierta cantidad, son más bien productores (plantas). Por otra parte, el oxígeno representa el 20% de la atmósfera terrestre, este patrimonio abastece las necesidades de todos los organismos terrestres respiradores y cuando se disuelve en el agua, las necesidades de los organismos acuáticos.

Ciclo del Fósforo

Es un ciclo biogeoquímico, que describe el movimiento del fósforo en su circulación por el ecosistema. Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediantemente la meteorización se descomponen y liberan los fosfatos.

Luego, esto pasan a los vegetales por el suelo y seguidamente, pasan a los animales q se alimentan de plantas; cuando los animales excretan, los descomponedores actúan volviendo a producir el fosfato. Por otro lado, una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; además, los restos de los animales marinos dan lugar en el fondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos.

No obstante, el hombre también moviliza el fósforo cuando explota rocas que contienen fosfato; esto lo hacen para producir fertilizantes para las plantas, produciendo así que el ciclo se repita.

Ciclo del Nitrógeno

Es el conjunto cerrado de procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos, además es uno de los importantes ciclos biogeoquímicos en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera. Cabe destacar, que la mayoría de las plantas obtienen el oxígeno que necesitan para crecer de los suelos o del agua donde viven. Los animales obtienen el nitrógeno que necesitan alimentándose de plantas u animales que contienen nitrógeno. Cuando los organismos mueren, sus cuerpos se descomponen y hacen llegar nitrógeno hacia los suelos o tierra, o hacia el agua de los océanos.

No obstante, las bacterias alteran el nitrógeno para que adquiera una forma que las plantas pueden usar; otros tipos de bacterias pueden cambiar al nitrógeno y disolverlo en vías acuáticas en forma tal que les permite regresar a la atmósfera. Además, solo existen dos vías para que ese nitrógeno sea aprovechable por la biosfera: la fijación abiótica, que se produce con los rayos del sol y la fijación biótica, por bacterias, unas que viven libres y otras que lo hacen en simbiosis con plantas, sobre todo leguminosas.

Sin embargo, los procesos principales que componen el ciclo del nitrógeno que pasa por la biosfera, la atmósfera y la geosfera son cinco:

1. Fijación y Asimilación de Nitrógeno: La fijación del nitrógeno es un proceso en el cual el N2 se convierte en amonio, donde éste es esencial porque es la única manera en la que los organismos puede obtener nitrógeno directamente de la atmósfera; por otro lado, algunas bacterias por ejemplo las del género Rhizobiumson son los únicos organismos que fijan el nitrógeno a través de procesos metabólicos. Esta simbiosis ocurre de manera bien conocida, en la familia de las legumbres, ya que en ambientes acuáticos, las algas azules verdosas es una importante fijadora de nitrógeno libre sin límites; en el curso del último siglo, los humanos se han convertido en fuentes fijas de nitrógeno, tan importantes como todas las fuentes naturales de nitrógeno combinadas: quemando combustible de fósiles, usando fertilizantes nitrogenados sintéticos y cultivando legumbres que fijan nitrógeno.
  • Fijación Abiótica: La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.
  • Fijación Biológica de Nitrógeno: Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazotrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico.
2. La toma del Nitrógeno (crecimiento de organismos): NH4+ → N Orgánico; el amonio producido por el nitrógeno que fija la bacteria es usualmente incorporado rápidamente en la proteína y otros compuestos de nitrógeno orgánico.

3. La Mineralización del Nitrógeno (desintegración): El N Orgánico → NH4+; después de que el nitrógeno se incorpora en la materia orgánica, frecuentemente se vuelve a convertir en nitrógeno inorgánico a través de un proceso llamado mineralización del nitrógeno, también conocido como desintegración.

4. Nitrificación: NH4+ → NO3; es la parte del amonio producido por la descomposición que se convierte en nitrato a través de un proceso llamado nitrificación; donde las bacterias que llevan a cabo esta reacción obtienen energía de sí misma; cabe destacar, que la nitrificación requiere la presencia del oxígeno.

5. La Desnitrificación: NO3-N2+ → N2O; a través de la desnitrificación, las formas oxidadas de nitrógeno como el nitrato y el nitrito (NO2-) se convierten en dinitrógeno (N2) y, en menor medida, en gas óxido nitroso. Por otra parte, la desnitrificación es un proceso anaeróbico llevado a cabo por la bacteria que desnitrifica, que convierte el nitrato en dinitrógeno en la siguiente secuencia: NO3-NO2-NO-N2O-N2.

Ciclo del Carbono

Es la sucesión de transformaciones que sufre el carbono a lo largo del tiempo, además, es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. No obstante, el ciclo comprende dos ciclos que se suceden a distintas velocidades: Ciclo biológico, Ciclo biogeoquímico. Las etapas que conforman al ciclo del carbono son las siguientes: 
  • El carbono que se encuentra en la atmósfera en forma de CO2 proviene de la actividad volcánica, del uso de combustible fósiles como petróleo, gas y aceites, de los incendios forestales y de la respiración de los seres vivos. Durante la fotosíntesis las plantas absorben (usan) él y liberan oxígeno. 
  • El Carbono que forma parte de los vegetales llega al resto de los seres vivos a través de las cadenas alimenticias. 
  • Al morir plantas y animales, el carbón que forma parte de sus cuerpos pasa al suelo y puede ser usado de nuevo por otras plantas o forma parte del carbón o petróleo (después de miles de años en el subsuelo).
  • Al usar los combustibles fósiles, quemar madera o por la erupción volcánica, el carbón vuele a la atmósfera en forma de CO2 (dióxido de carbono).
  • Otros organismos descomponen las plantas muertas y las materias animales, devolviendo carbono al medio ambiente.
  • El carbono también se intercambia entre los océanos y la atmósfera; y esto sucede en ambos sentidos en la interacción entre el aire y el agua.

Ciclo del Azufre

El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos. Además, 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.

Si embargo, 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.

Cabe destacar, que la actividad industrial del hombre está provocando exceso de emisiones de gases sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida.
Share:

0 comentarios:

Publicar un comentario

Autor

Prof. Arnaldo Rodríguez

Educación mención Biología

Etiquetas

Biología ¿Qué es? Anatomía partes estructuras Tipos Funciones contaminación Psicología educación para la salud Salud Teorías sistema nervioso aportes Ecología sistemas Biografías Características células investigación aire Histología Vídeos aparato reproductor estructuras receptoras sistema reproductor sistema sensorial Consecuencias Medidas Preventivas sistema digestivo snc Importancia aspectos Fisiología artículos Clasificación Microorganismos agua componentes inervación núcleos suelo Curiosidades agente contaminante célula ecosistema procesos etapas factores objetivos parte interna aparato reproductor femenino aparato reproductor masculino capa de ozono conductismo conductista desventajas enfoque ventajas Causas Vegetal aprendizaje capas cognoscitivismo cognoscitivista diencéfalo encéfalo nervios piel sistema muscular smog tejido muscular tejidos fibra hormonas humanismo humanista lengua métodos anticonceptivos transporte celular General afectaciones aparato excretor aplicaciones conductos fases fotosíntesis gusto hueso irrigación lago de maracaibo nariz olfato parte externa propiedades regulación hormonal riñón sistema óseo suelos degradados Enfermedades aparato digestivo biótico-abiótico bomba sodio y potasio clorofluorocarbonos cloroplastos constructivismo constructivista degradación de suelos disfunción sexual disminución de la capa de ozono energía historia implicaciones influencia del smog leyes membrana metodología nefrona neurotransmisores origen principios proteínas psicodinámico psicosocial regulación relación roles sistema endocrino sistema esquelético tacto tallo cerebral tejido óseo teoría de la personalidad tgi tronco cerebral tronco encéfalico tubo gastrointestinal tubo digestivo Abraham Maslow Albert Bandura Burrhus Skinner Carl Rogers Charlotte Buhler David Ausubel Edward Thorndike Erik Erikson Evolución Iván Pavlov Jean Piaget Jerome Bruner John Watson Lawrence Kohlberg Lev Vygotsky Sigmund Freud afectación de la energía agua dulce agua superficial aguas urbanas barrera mecánica barrera natural del lago de maracaibo barrera química bioenergética boca botones gustativos bulbo raquídeo bulbos gustativos cadena transportadora de electrones cadenas alimentarias calidad del aire celular cerebelo cerebro cerebro medio ciclo de calvin ciclo de contracción ciclo de la materia ciclo de vida ciclo del agua ciclo del azufre ciclo del carbono ciclo del fósforo ciclo del nitrógeno ciclo del oxígeno ciclos biogeoquímicos citoplasma clima coacervados coitus interruptus comienzo de la vida comparaciones condicionamiento clásico condicionamiento operante conexiones contaminantes contracción coordinación cordón espermático corpúsculos criptas gástricas criterios cuerpos de agua célula animal célula vegetal células gliales células neuronales defecación depósito desarrollo cognitivo desarrollo moral desarrollo psicodinámico descomposición desechos metabólicos destrucción de la capa de ozono diferencias difusión disminución de la fertilidad disminución de la fertilidad del sustrato disponibilidad de agua dominios ecosistemas acuáticos ecosistemas artificiales ecosistemas aéreos ecosistemas naturales ecosistemas terrestres endocitosis epidídimo epitálamo equilibrio escroto esterilización estructuras gustativas estrés estómago esófago eucariota evitar deterioro exocitosis faringe fertilidad de la tierra fertilidad del sustrato finalidad fitohormonas flujo de energía formación de orina fotofosforilación fotoperiodo fotosistemas fuentes de contaminación ganglios glándula intestinal glándulas de cowper glándulas gástricas glía hipotálamo hipótesis homeostasis hongos hormonas vegetales hígado importancia de la biología impulso nervioso interacción intestino delgado intestino grueso jerarquía lago malaria medio ambiente medios mesencéfalo microvellosidades mioneural mitocondria movimientos mundo médula espinal método de billings método de temperatura basal método del ritmo métodos métodos biológicos métodos de barrera métodos definitivos métodos naturales métodos temporales nastia neuroglia neuroglia del snc neuroglia del spn neuromuscular neuronas niveles tróficos núcleo organelas organelos organulos orina concentrada orina diluida ovarios oviductos paludismo papilas gustativas parafilias pared pene peritoneo pirámides ecológicas planta que absorbe smog plantas plexos población postulados potenciales problemas de degradación procariota proceso cognitivo producción productividad productos metabólicos propósito protuberancia anular próstata puente de Varolio páncreas quimiostasis receptores sensoriales reducción de la capa de ozono relajación remodelación residuos de minería resorción ribete en cepillo salinidad del suelo salud del suelo semejanzas seres vivos señalización neuronal sinapsis sistema excretor sistema respiratorio sistema urinario smog en las plantas smog fotoquímico smog sulfuroso sna sne snp sns soluciones soprepastoreo ayuda en los suelos salinos subtálamo suelos en campos suelos salinos teoría celular teoría del desarrollo humano teoría endosimbiótica teoría watsoniana terminaciones nerviosas termoperiodo testículos tmc tme tml tramas tróficas transcitosis transducciones gustativas transducción transmisión transporte activo transporte de volumen transporte pasivo transporte primario transporte secundario trastornos trompas de Falopio trompas uterinas tronco del encéfalo tálamo túnicas unión unm uretra vagina vellosidades vesícula biliar vesículas seminales vias gustativas vía olfatoria vías biliares órganos sensoriales ósmosis