CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Además de la energía, los
organismos requieren para vivir el suministro de elementos químicos que se
pueden encontrar en la biósfera, pero que deben ser reciclados constantemente,
a fin de asegurar su disponibilidad. Este proceso se denomina ciclos de la materia o ciclos biogeoquímicos.
Los
seres vivos toman carbono, nitrógeno y oxigeno y los usan
para vivir y crecer. Si están sustancias solo se usaran una vez, se
habrían agotado. Todos los animales y plantas respiran, crecen y, finalmente
mueren y se descomponen. La descomposición libera las sustancias de su cuerpo a
la biósfera para que se utilicen de nuevo.
Ciclo del Carbono
Los
cuerpos de todos los seres vivos se basan en el elemento carbono. Es uno
de los principales constituyentes de macromoléculas como lípidos, proteínas e
hidratos de carbono. El carbono tiene su origen en el dióxido de carbono de la
atmósfera. Las plantas verdes y algunas bacterias lo ingieren y con el fabrican
alimento.
Cuando los animales comen plantas, toman parte del carbono. El
dióxido de carbono vuelve a la atmósfera por la respiración de los seres vivos
o por sus desperdicios por su descomposición.
Ciclo del Nitrógeno
Todos
los seres vivos necesitan nitrógeno para fabricar proteínas. Intervienen
fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del
nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será
absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.
Ciclo del Oxígeno
Los seres vivos toman el oxígeno
del aire. Junto con el carbono, hidrógeno y nitrógeno
lo utilizan para construir nuevas moléculas en su cuerpo. El oxigeno
vuelve a la atmósfera gracias a las plantas verdes durante la fotosíntesis, y
en forma de dióxido de carbono, durante la respiración de plantas y animales.
Los ciclos biogeoquímicos son
determinantes en la continuidad de la vida, los elementos: carbono, nitrógeno y
oxígeno son esenciales para la síntesis de proteínas.
Ciclo del fósforo
El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43- y que almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranas celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo.
Su reserva fundamental en la naturaleza es la
corteza terrestre. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas,
queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las
aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas
que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de
fósforo.
Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por
organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son
comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces
(guano) a tierra.
Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y
en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del
que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie. Al haber tanto
alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran
Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y otras.
Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los
grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de
cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización.
Ciclo del azufre
El azufre es uno de los más destacados constituyentes de los aminoácidos.
El azufre es captado en forma de sustratos desde las raíces (en superficies terrestres) y por medio de la pared celular (en medios acuáticos) por las plantas (terrestres y acuáticas), las que pasan a ser alimentos de los animales.
El azufre es captado en forma de sustratos desde las raíces (en superficies terrestres) y por medio de la pared celular (en medios acuáticos) por las plantas (terrestres y acuáticas), las que pasan a ser alimentos de los animales.
Tras la muerte de estos, el azufre retorna al suelo induciendo un nuevo ciclo del azufre.
En la atmósfera los óxidos de nitrógeno y azufre son convertidos en ácido nítrico y sulfúrico que vuelven a la tierra con las precipitaciones de lluvia o nieve (lluvia ácida). Otras veces, aunque no llueva, van cayendo partículas sólidas con moléculas de ácido adheridas (deposición seca).
Ciclo del agua
El agua existe en la Tierra en tres estados: sólido (hielo, nieve),
líquido y gas (vapor de agua). Océanos, ríos, nubes y lluvia están en
constante cambio: el agua de la superficie se evapora, el agua de las
nubes precipita, la lluvia se filtra por la tierra, etc. Sin embargo, la
cantidad total de agua en el planeta no cambia. La circulación y
conservación de agua en la Tierra se llama ciclo hidrológico, o ciclo del agua.
Cuando se formó, hace aproximadamente cuatro mil quinientos millones
de años, la Tierra ya tenía en su interior vapor de agua. En un
principio, era una enorme bola en constante fusión con cientos de
volcanes activos en su superficie. El magma, cargado de gases con vapor
de agua, emergió a la superficie gracias a las constantes erupciones.
Luego la Tierra se enfrió, el vapor de agua se condensó y cayó
nuevamente al suelo en forma de lluvia.
El ciclo hidrológico comienza con la evaporación del
agua desde la superficie del océano. A medida que se eleva, el aire
humedecido se enfría y el vapor se transforma en agua: es la condensación. Las gotas se juntan y forman una nube. Luego, caen por su propio peso: es la precipitación. Si en la atmósfera hace mucho frío, el agua cae como nieve o granizo. Si es más cálida, caerán gotas de lluvia.
Una parte del agua que llega a la tierra será aprovechada por los
seres vivos; otra escurrirá por el terreno hasta llegar a un río, un
lago o el océano. A este fenómeno se le conoce como escorrentía. Otro poco del agua se filtrará a través del suelo, formando capas de agua subterránea. Este proceso es la percolación. Más tarde o más temprano, toda esta agua volverá nuevamente a la atmósfera, debido principalmente a la evaporación.
Al evaporarse, el agua deja atrás todos los elementos que la
contaminan o la hacen no apta para beber (sales minerales, químicos,
desechos). Por eso el ciclo del agua nos entrega un elemento puro. Pero
hay otro proceso que también purifica el agua, y es parte del ciclo: la
transpiración de las plantas.
Las raíces de las plantas absorben el agua, la cual se desplaza hacia
arriba a través de los tallos o troncos, movilizando consigo a los
elementos que necesita la planta para nutrirse. Al llegar a las hojas y
flores, se evapora hacia el aire en forma de vapor de agua. Este
fenómeno es la transpiración.
