CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
La materia circula desde el mundo vivo hacia el
ambiente abiótico y de regreso; esa circulación constituye los ciclos
biogeoquímicos mediante procesos
naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio
ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. Agua, carbono, oxígeno,
nitrógeno, fósforo y otros elementos recorren estos ciclos, conectando los
componentes vivos y no vivos de la Tierra.
Además de tener una gran importancia porque
gracias al mismo es posible la vida en el planeta, da comienzo a la vida y
cuando esta se hace más compleja y floreciente en organismos, podemos hacer
referencia a un incremento en la complejidad del ciclo.
En efecto, lo seres vivos se componen de materia y requieren de la misma
para mantenerse con vida; por otro lado, cuando mueren, existe un proceso que
hace que las estructuras químicas formadas se descompongan y la materia vuelva
a formar parte del medio ambiente.
El carbono es un componente esencial para los vegetales y animales. Forma parte de
compuestos como: la glucosa, carbohidrato importantes para la realización de
procesos como: la respiración; también interviene en la fotosíntesis bajo la
forma de CO2 (dióxido de carbono) tal como se encuentra en la atmósfera.
La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres
vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hirosfera. Este gas está en la
atmósfera en una concentración de más del 0,03% y cada año aproximadamente un
5% de estas reservas de CO2 se consumen en los procesos de fotosíntesis, es
decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 21 años, además
de formar
parte de los tejidos vegetales en forma de hidratos de carbono, grasas y
proteínas, y el oxígeno es
devuelto a la atmósfera o al agua mediante la respiración así, el carbono pasa
a los herbívoros que comen las plantas y de ese modo utilizan, reorganizan y
degradan los compuestos de carbono, gran parte de éste carbono es liberado: en forma de CO2 por
la respiración, o como producto secundario del metabolismo, pero parte se almacena en los tejidos animales y pasa a los carnívoros, que se
alimentan de los herbívoros y en última instancia, todos los compuestos del
carbono se degradan por
descomposición, y el carbono que es liberado en forma de CO2, es utilizado de nuevo por las plantas.
Este ciclo
es continuo que no tiene un principio o un fin fácilmente determinados porque
se encuentra en constante generación. Además, el ciclo del agua es complejo
porque si bien es relativamente lineal, cada una de sus etapas puede desembocar
en diferentes espacios y ámbitos que no son unívocos, es importante señalar
que el agua, es uno de los elementos naturales que se encuentra en mayor
cantidad en el planeta, está presente en tres posibles estados diferentes:
estado sólido, estado líquido y estado gaseoso.
En
donde los organismos juegan un rol muy importante en el ciclo del agua, la
mayoría contienen importantes cantidades de agua (hasta un 90% en peso).
Animales y plantas pierden agua de sus cuerpos por evaporación. En las plantas
el agua tomada por las raíces se mueve hacia las hojas donde se pierde por
transpiración. Tanto en plantas como en animales, la ruptura de los
carbohidratos (azúcares) para producir energía (respiración) produce CO2 y agua
como productos de desecho, la fotosíntesis invierte esta reacción, el agua y el
CO2 se combinan para formar carbohidratos.
El
nitrógeno es
un ciclo biogeoquímico que se caracteriza por el paso del nitrógeno por
distintos cambios químicos y biológicos en la Tierra, a partir de los cuales se
mantiene constante, este ciclo se repite una y otra vez del aire pasa al suelo
y de este de nuevo al aire y es necesario para nuestros ADN, ARN y
nuestras proteínas, y es crítico para la agricultura humana, además de ser el
principal reservorio de nitrógeno en la atmósfera, donde constituye hasta un 78
% de los gases.
Sin
embargo, como la mayoría de los seres vivos no pueden utilizar el nitrógeno
atmosférico para elaborar aminoácidos y otros compuestos nitrogenados, dependen
del nitrógeno presente en los minerales del suelo, por lo tanto, a pesar de la
gran cantidad de nitrógeno en la atmósfera, la escasez de nitrógeno en el suelo
constituye un factor limitante para el crecimiento de los vegetales, todos los seres vivos necesitan el nitrógeno para la formación de
aminoácidos en las proteínas, y en general, las síntesis de estas. Forma parte
esencial de los ácidos nucleicos, la clorofila y varias moléculas orgánicas
importantes. Por su parte, las plantas requieren nitrógeno para crecer y
producir semillas y en todos ellos, el nitrógeno es imprescindible para que
células animales y vegetales funcionen correctamente, las plantas y los seres
vivos no pueden asimilar el nitrógeno directamente, este ciclo adquiere
importancia vital.
El fósforo es el ciclo biogeoquímico por el que el fósforo pasa a través del
suelo, el agua y los organismos (litosfera, hidrosfera y biosfera,
respectivamente) una y otra vez. El fósforo (P) es un elemento químico no metal
que, al igual que el oxígeno, el carbono, el nitrógeno y el azufre, es esencial
para la vida. Tiene una alta capacidad para reaccionar al contacto con otras
sustancias químicas o elementos, por lo que en la Tierra nunca se encuentra
solo, su principal depósito son las rocas sedimentarias y no la atmósfera, convirtiéndose
en un elemento esencial para la vida de las plantas lo necesitan para crecer y
desarrollar su potencial genético, sin embargo el fósforo no es abundante en el
suelo.
La
disponibilidad de este elemento depende del tipo de suelo, según este, una
pequeña o gran parte del fósforo total puede estar “fijado” (no disponible) en
los minerales del suelo. Esto significa que la planta no puede absorberlo. En
la naturaleza, el fósforo forma parte de las rocas y los minerales del suelo, las
fuentes de fósforo como nutrimento para las plantas son los fertilizantes
minerales y los fertilizantes orgánicos y los fertilizantes minerales son
compuestos inorgánicos de fósforo que se extraen de los grandes yacimientos de
“roca fosfórica”, estos compuestos minerales, son tratados para hacerlos más
solubles para que así, sean disponibles para las plantas y puedan ser utilizados
por estas en la formación de tejidos y órganos vegetales.
Aunque cada elemento tiene su propia ruta, todos estos
nutrientes químicos esenciales circulan a través de la biósfera, moviéndose
entre los mundos bióticos y abióticos, de un ser vivo a otro.
Bibliografía
- Audesirk, T.Y Audesirk, G. Biología. La Vida en la Tierra. Prentice Hall.
- Campbell, Neil A., Mitchell, Lawrence G., Reece, Jane B. Biología. Conceptos y Relaciones. Tercera Edición. Pearson Educación.
- G. Tyler Miller, Jr. Ecología y Medio Ambiente. Grupo Editorial Iberoamérica
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