Ciclos Biogeoquimicos

La naturaleza tiene la enorme capacidad de regenerarse, la materia esta formada por elementos químicos por lo tanto podemos encontrar estas sustancias tanto en los factores bioticos como abióticos, al descomponerse la materia estos elementos regresan al suelo de donde son absorbidos por los autotrofos y de allí pasan a formar parte de la cadena alimenticia de los consumidores y por ultimo llegan a los descomponedores los cuales devuelven nuevamente estas sustancias al suelo para reiniciar el ciclo.

Existen varios ciclos de suma importancia para el desarrollo adecuado de los ecosistemas entre ellos

Ciclo del Carbono:

Es un ciclo biogeoquímico de tipo gaseoso y la forma más abundante en que se encuentra el carbono en la atmósfera es el dióxido de carbono (CO2). Los mayores almacenamientos de carbono están en los océanos, combustibles fósiles, materia orgánica y rocas sedimentarias. Igualmente, es esencial en la estructura corporal de los organismos vivos y entra a las cadenas tróficas como CO2 a través de la fotosíntesis. El CO2 es reintegrado a la atmósfera o al agua por la respiración de los seres vivos terrestres y acuáticos respectivamente.

Una vez muertos los seres vivos, el carbono se reintegra al medio físico como CO2 o formando parte de rocas sedimentarias, carbón o petróleo. El ciclo del carbono tiene gran importancia porque cumple distintas funciones como formar parte de los seres vivos, contribuir a regular la temperatura planetaria y la acidez del agua. Igualmente, contribuye con los procesos erosivos de rocas sedimentarias y sirve de fuente de energía al ser humano.

Ciclo del Oxigeno:

El movimiento circulatorio del oxígeno incluye la producción de dioxígeno u oxígeno molecular de dos átomos (O2). Esto ocurre por la hidrólisis durante la fotosíntesis realizada por los distintos organismos fotosintéticos. El oxígeno es el segundo elemento más abundante en la atmósfera tras el nitrógeno, y el segundo más abundante en la hidrosfera tras el hidrógeno. En este sentido, el ciclo del oxígeno se conecta con el ciclo del agua.

El O2 es empleado por los organismos vivos en la respiración celular, generando la producción de dióxido de carbono (CO2), siendo este último una de las materias primas para el proceso de fotosíntesis.

Por otra parte, en la atmósfera superior ocurre la fotólisis (hidrólisis activada por la energía solar) del vapor de agua causada por la radiación ultravioleta del sol. El agua se descompone liberando el hidrógeno que se pierde en la estratósfera y el oxígeno se integra a la atmósfera.

Al interactuar una molécula de O2 con un átomo de oxígeno, se produce el ozono (O3). El ozono conforma la denominada capa de ozono.

Ciclo del Hidrógeno:

Los átomos de hidrógeno pueden estar representados como líquidos o en gas. La naturaleza almacena al hidrógeno de forma líquida ya que ocupa menos espacio que su condición natural y densa de gas, durante la fotosíntesis el hidrógeno es liberado en el rompimiento de una molécula de agua.

El ciclo del agua y el ciclo del hidrógeno van de la mano para el florecimiento y alimentación de las plantas o en su conocido proceso de fotosíntesis.

El ciclo hidrológico y el ciclo del hidrógeno están relacionados profundamente, ya que el ciclo hidrológico debe estar en el proceso final para que el hidrógeno cumpla con su función. La evaporación de la superficie del agua es el comienzo de todo.

Es vital para la supervivencia del ser humano por diferentes factores, por ejemplo, las plantas le proporcionan a los demás seres vivos todos los nutrientes necesarios para su desarrollo, el animal herbívoro recibe el hidrógeno de la planta en forma de carbohidratos, este a su vez se convierte en fuente de energía principal del organismo.

También los procesos de la vida en general están relacionados al hidrógeno, ya que la mayoría de los seres vivos estamos compuestos por átomos de nitrógeno, hidrógeno y oxígeno.

Ciclo del Nitrógeno:

El nitrógeno (N) es un elemento de gran importancia, ya que es requerido por todos los organismos para su crecimiento. Forma parte de la composición química de los ácidos nucleicos (ADN y ARN) y las proteínas.

La mayor cantidad de nitrógeno en el planeta se encuentra en la atmósfera. El nitrógeno atmosférico (N2) no puede ser utilizado directamente por la mayoría de los seres vivos. Hay bacterias capaces de fijarlo e incorporarlo al suelo o al agua en formas que pueden ser utilizadas por otros organismos.

osteriormente, el nitrógeno es asimilado por los organismos autótrofos. La mayoría de los organismos heterótrofos lo adquieren mediante la alimentación. Luego liberan los excesos en forma de orina (mamíferos) o excrementos (aves).

En otra fase del proceso hay bacterias que participan en la transformación del amoníaco en nitritos y nitratos que se incorporan al suelo. Y al final del ciclo, otro grupo de microorganismos utiliza el oxígeno disponible en los compuestos nitrogenados en la respiración. En este proceso liberan nuevamente el nitrógeno a la atmósfera.

Actualmente, la mayor cantidad de nitrógeno utilizado en la agricultura es producido por el ser humano. Esto ha traído como consecuencia un exceso de este elemento en suelos y fuentes de agua, causando un desequilibrio en este ciclo biogeoquímico.

Ciclo del Azufre:

Es el conjunto de procesos mediante los cuales el azufre es transportado a través de la naturaleza en diversas moléculas. El azufre se traslada por el aire, el suelo, el agua y los seres vivos. Este ciclo biogeoquímico incluye la mineralización de azufre orgánico a sulfuro, la oxidación de este a sulfato y su reducción a sulfuro.

El sulfuro es incorporado por los microbios y forma distintos compuestos orgánicos. El azufre es un elemento muy abundante en el Universo; es considerado un no metal, su color es amarillo y no tiene olor. El azufre es liberado a la atmósfera mediante la quema de combustibles fósiles, como el carbón.

En la atmósfera, el azufre se encuentra en forma de dióxido de azufre (SO2) y puede ingresar a esta de tres maneras: desde la descomposición de las moléculas orgánicas, desde la actividad volcánica y los respiraderos geotérmicos, y desde la quema de combustibles fósiles por los humanos.

Ciclo del Fósforo:

Es el almacenamiento y circulación de este elemento a través de la hidrosfera, la litosfera, los organismos vivos y la atmósfera. Se trata de un ciclo biogeoquímico de tipo sedimentario cuya fase de almacenamiento ocurre principalmente en el lecho marino.

El ciclo se inicia con la exposición de las rocas fosfatadas a la acción erosiva del agua, el viento y los organismos vivos. La roca al desgastarse se fragmenta y arrastra a las partículas que llevan los fosfatos, los cuales se incorporan al suelo o son arrastrados a los cuerpos de agua.

El fósforo absorbido como fosfatos por las plantas a través de sus raíces, se integra a su cuerpo y se utiliza en el metabolismo. Así, el mismo pasa de la etapa geológica del ciclo a la fase biológica donde circula a través de las redes alimenticias o tróficas.

Esta etapa se inicia cuando los animales herbívoros consumen a las plantas y obtienen fósforo de estas. Luego este elemento pasa a los carnívoros que se alimentan de los herbívoros y vuelve al suelo a través de los excrementos o cuando los organismos mueren y se descomponen.

Por otra parte, el fósforo en forma de fosfatos es arrastrado a los lagos y océanos, pasando a su etapa hidrológica. Además, los fosfatos disueltos en agua pasan a la etapa biológica cuando son absorbidos por el fitoplancton y entran a las redes tróficas marinas.

Posteriormente, el fósforo es liberado mediante las excretas o descomposición de los seres vivos y se integra nuevamente a la etapa hidrológica. En esta fase puede circular con las corrientes marinas o depositarse en los sedimentos del fondo oceánico.

Cuando el fósforo se va al fondo marino, las capas de sedimento se van acumulando y las inferiores terminan enterradas a grandes profundidades. Aquí se producen altas presiones y temperaturas que forman nueva roca rica en fósforo que quedará expuesta nuevamente para seguir el ciclo.