Los ciclos biogeoquímicos
Puntos más importantes
La energía fluye a través de
un ecosistema y se disipa como calor, pero los elementos químicos se reciclan.
La manera como un elemento,
o un compuesto como el agua, se mueve entre sus diversas lugares y formas vivas
y no vivas en la biósfera se llama ciclo biogeoquímico.
Los ciclos biogeoquímicos
importantes para los seres vivos son el del agua, el carbono, el nitrógeno, el
fósforo y el azufre.
Introducción
¿De qué está hecho tu
cuerpo? Para decirlo de una manera directa: de átomos. Muchísimos de
ellos; unos 7000 000 000 000 000 000 000 000 000 para ser precisos.^11start
superscript, 1, end superscript ¿De dónde salieron todos esos átomos?
Si nos vamos realmente hacia
atrás, la mayoría de los elementos que conforman nuestros cuerpos -y aquellos
de todos los demás seres vivos- nacieron dentro de estrellas que estaban
muriendo hace
miles de millones de años. Eso está genial, pero no pinta el panorama completo.
¿Qué han estado haciendo los átomos de tu cuerpo más recientemente durante su
tiempo en la Tierra?
La energía fluye, pero la
materia se recicla.
La energía fluye
direccionalmente a través de los ecosistemas de la Tierra; generalmente entra
en forma de luz solar y sale en forma de calor. Sin embargo, los componentes
químicos que forman a los seres vivos son diferentes: se reciclan.
¿Qué significa eso? Por una
parte, que los átomos de tu cuerpo no son nuevecitos. Por el contrario, han
estado reciclándose a través de la biósfera por mucho, mucho tiempo, y han
formado parte de muchos organismos y compuestos no vivos en el trayecto. Puedes
creer o no en la reencarnación como concepto espiritual, ¡pero no hay duda que
los átomos de tu cuerpo han sido parte de una enorme cantidad de cosas vivas y
no vivas a lo largo de los años!
En esta imagen, el flujo de
la energía se muestra con flechas amarillas y rojas. El amarillo indica energía
utilizable, y el rojo energía perdida en la forma de calor no utilizable. Las
flechas verdes muestran el reciclaje continuo de los nutrientes químicos
Los seis elementos más
comunes en las moléculas orgánicas -carbono, nitrógeno, hidrógeno, oxígeno,
fósforo y azufre- toman una variedad de formas químicas. Se pueden almacenar
por periodos largos o cortos en la atmósfera, en la tierra, en el agua o por
debajo de la superficie terrestre, así como en los cuerpos de los seres vivos.
Los procesos geológicos, como el desgaste de las rocas, la erosión, el
escurrimiento de agua y la subducción de las placas continentales, juegan un
papel en este reciclaje de materiales, así como la interacción entre los
organismos.
La forma como un elemento, o
en algunos casos un compuesto como el agua, se mueve entre sus diversas formas
y lugares vivos y no vivos, se conoce como un ciclo biogeoquímico. Este
nombre refleja la importancia de la química y la geología, así como la biología,
en ayudarnos a entender estos ciclos.
¿Por qué los ciclos biogeoquímicos son fundamentales para la
vida?
El agua, que contiene
hidrógeno y oxígeno, es esencial para los seres vivos. ¡Eso pone al ciclo del
agua muy alto en la lista de los ciclos que nos interesan!
La hidrósfera, el
conjunto de lugares donde se puede encontrar el agua conforme sigue su ciclo en
la Tierra, es grande y diversa. El agua se presenta como un líquido en la
superficie terrestre y por debajo de ella, como hielo en los casquetes polares
y glaciares, y como vapor de agua en la atmósfera. Para más información sobre
cómo el agua se mueve entre estas formas, revisa el artículo sobre el ciclo del
agua.
El agua compone más de la
mitad de nuestros cuerpos, pero los humanos no podemos vivir solo de agua. Hay
otros elementos esenciales que mantienen en funcionamiento a nuestros cuerpos y
son parte de los ciclos biogeoquímicos:
El carbono se encuentra en
todas las macromoléculas orgánicas y es también un componente fundamental de
los combustibles fósiles. Consulta el artículo sobre el ciclo del
carbono para más información.
El nitrógeno es necesario
para nuestro {ADN} ADNA, D, N, {ARN} ARNA, R, N y nuestras
proteínas, y es fundamental para la agricultura humana. Consulta el artículo
sobre el ciclo del nitrógeno para más información.
El fósforo es un componente
clave para el {ADN} ADNA, D, N y {ARN} ARNA, R, N y es uno de
los ingredientes principales, junto con el nitrógeno, en los fertilizantes
artificiales que se usan en la agricultura. Consulta el artículo sobre el ciclo del
fósforo para más información.
El azufre es fundamental en
la estructura de las proteínas y se libera a la atmósfera al quemar
combustibles fósiles.
Estos ciclos no suceden de
forma aislada, y el ciclo del agua es un promotor particularmente importante de
los demás ciclos biogeoquímicos. Por ejemplo, el movimiento del agua es
esencial para la filtración del nitrógeno y los fosfatos hacia los ríos, lagos
y océanos. El océano además es un depósito importante de carbono.
Aunque cada elemento o
compuesto tiene su propia ruta, todos estos nutrientes químicos esenciales
circulan a través de la biósfera, y se mueven entre el mundo biótico (vivo) y
el abiótico (sin vida), y de un ser vivo a otro.
Los 5 principales ciclos
biogeoquímicos.
Nunca te has preguntado de
¿cómo se conserva aún la vida en la tierra? Esto es gracias a los ciclos
biogeoquímicos a continuación te mostrare los 5 principales y como se llevan a
cabo.
Un ciclo biogeoquímico es el
movimiento de los elementos nitrógeno, oxigeno, azufre, fósforo y agua, entre
otros elementos que se da a través de los seres vivos y el ambiente.
Ciclo de nitrógeno:
Los organismos vivos no
pueden utilizar el nitrógeno puro en la atmósfera para esto se convierte en
nitrato orgánico que se consigue a través de la fijación biológica esto es
combinar nitrógeno y oxígeno para ser enviado por las precipitaciones a la
superficie terrestre.
Ciclo del agua:
El ciclo hidrológico se
define como la secuencia de fenómenos por medio de los cuales el agua pasa de
la superficie terrestre, en la fase de vapor, a la atmósfera y regresa en sus
fases líquida y sólida. La transferencia de agua desde la superficie de la Tierra
hacia la atmósfera, en forma de vapor de agua, se debe a
la evaporación directa, a la transpiración por las plantas
y animales y por sublimación (paso directo del agua sólida a vapor de
agua). (Explicación tomada de:
El dióxido de carbono en la
atmósfera es acumulado en vegetales en forma de grasas y después los herbívoros
se alimentan de la planta para obtener energía después continua la cadena
alimenticia hasta llegar a los seres humanos, a si se devuelve a la atmósfera
por medio de la respiración.
Ciclo del oxígeno:
El CO2 es utilizado en la
respiración aeróbica de las plantas y animales. En este proceso, átomos de
oxígeno se combinan con átomos de hidrógeno, formando moléculas de agua. El
agua formada en la respiración, llamada como agua metabólica es, en parte
eliminada para el ambiente a través de la transpiración, de excreción y de
heces y en parte utilizada en procesos metabólicos. (Explicación tomada
de:
De esa forma, sus átomos de
oxígeno acaban incorporados a la materia orgánica y pueden volver a la
atmósfera por la respiración y por la descomposición del organismo, que
producen agua y gas carbono.
Es de tipo sedimentario,
constituyendo los depósitos sedimentarios de fosfatos el 95% de las reservas actuales.
Este fósforo presente en la litosfera es puesto en circulación mediante
erosión y lixiviación por obra de las aguas continentales, siendo asimilado
por los vegetales en forma de grupos orto fosfato (PO4 3- ). Por medio de las
redes tróficas es transferido a los consumidores como fosfato orgánico. La
descomposición de los restos y cadáveres devuelve el fósforo al suelo. Las
bacterias fosfatizantes, atacan estos compuestos fosforados y los transforman
en fosfatos inorgánicos solubles, asimilables de nuevo por las plantas. Sin
embargo, parte del fósforo se pierde para este ciclo central, inmovilizado en
forma de fosfatos metálicos insolubles (de hierro, aluminio y otros).
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