Unidad III: Ecosistemas y Recursos naturales“Ciclos biogeoquímicos 1° parte”

C.D.E.E. Sandra Vázquez Coria

LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

• En el ecosistema el flujo de la energía es unidireccional. Sin embargo, muchos

elementos químicos y sustancias inorgánicas, circulan por los distintos niveles

tróficos y pasan por el biotopo reciclándose una y otra vez a través del sistema.

Estos movimientos de las sustancias inorgánicas constituyen lo que se denominan

ciclos biogeoquímicos, en estos ciclos los componentes del biotopo (entorno

geológico) son la atmósfera, la corteza sólida de la Tierra y los océanos, ríos y lagos.

Los componentes biológicos incluyen a los productores, consumidores,

descomponedores y transformadores.

• La producción de materia viva y su funcionamiento requieren el concurso de

ciertos elementos (N, C,P, S, O e H). Estos 6 elementos constituyen el 99% del

peso de las células vivas, pero la biosfera no puede disponer de ellos de forma

ilimitada. Su relativa escasez en el planeta se compensa gracias a los ciclos

biogeoquímicos, que posibilitan la migración, la circulación y el reciclado de

estos bioelementos desde el medio físico al cuerpo de los organismos y

nuevamente al medio. Mediante los ciclos biogeoquímicos se asegura la

continuidad de la vida en el Planeta.

C H OO N P S

DEFINICIÓN

• Se denomina ciclo biogeoquímico al movimiento de cantidades masivas de

carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, sulfuro, fósforo y otros

elementos entre los componentes vivientes y no vivientes del ambiente

(atmósfera y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción

y descomposición.

IMPORTANCIA DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

• Los elementos naturales de los que se compone la vida son limitados y por

tanto deben ser reciclados en forma permanente o por el mismo sistema.

Existen elementos traza, que son los que se requieren en mínimas cantidades,

pero son indispensables para la vida (Hierro, manganeso, cobre, cinc, boro

silicio, molibdeno, cloro vanadio y cobalto). Estos elementos son reciclados o

reutilizados por los organismos.

• El nitrógeno es indispensable para la construcción de proteínas, se deposita en

la atmósfera y es transformado por bacterias y algas verde azules. Es

convertido en amoníaco, nitritos y nitratos solubles que son utilizables por las

plantas o alternativamente en nitrógeno gaseoso que es utilizado por bacterias

desnitrificantes. Incorporar nitrógeno al sistema requiere energía, mientras su

desintegración libera energía.

• El ciclo de los elementos nutritivos junto con la energía solar y el ciclo del

nitrógeno, constituyen los elementos básicos para la formación y el desarrollo

de los diferentes organismos. La concentración de nutrientes en el suelo y el

agua es muy pequeña. Este ciclo es importante para entender la fertilidad de los

suelos y su adaptabilidad a la agricultura. El ciclo cambia entre los climas

templados (suelo) y ecuatoriales (biomasa). Para la renovación de los

elementos nutritivos están principalmente las bacterias y hongos.

IMPORTANCIA DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

• El azufre enlaza el aire, el agua y la tierra. Su depósito principal son algunas

formaciones rocosas y en cantidades menores en forma de gases atmosféricos.

Los materiales son incorporados a las proteínas de los organismos autótrofos

como sulfatos.

IMPORTANCIA DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

• El dióxido de carbono y el oxígeno son especialmente importantes para

entender los problemas ambientales. Estos dos elementos forman un equilibrio

regulado por el intercambio entre autótrofos y heterótrofos.

IMPORTANCIA DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

• El ciclo del agua (ciclo hidrológico) es uno de los más importantes. Por medio de la

evaporación llega a la atmósfera, por medio de la precipitación llega a la tierra y al

estado líquido. A través del proceso de escorrentía el agua desciende desde los

nevados hasta el mar y por la infiltración penetra en la tierra. Igualmente, puede ser

captada por los organismos para hacer parte importante del metabolismo y luego

ser expulsada por la transpiración.

IMPORTANCIA DE LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

CICLO DEL CARBONO

     Aunque el carbono es un elemento muy raro en el mundo no viviente de la tierra,

representa alrededor del 18% de la materia viva.

Fuera de la materia orgánica, el carbono se encuentra en forma de bióxido de carbono

(CO2) y en las rocas carbonatadas (calizas, coral).

Los organismos autótrofos -especialmente las plantas verdes- toman el bióxido de

carbono y lo reducen a compuestos orgánicos: carbohidratos, proteínas, lípidos y otros.

Los productores terrestres obtienen el bióxido de carbono de la atmósfera y los

productores acuáticos lo utilizan disuelto en el agua (en forma de bicarbonato, HCO3-).

• Las redes alimentarías dependen del carbono, no solamente en lo que se

refiere a su estructura sino también a su energía.

• En cada nivel trófico de una red alimentaria, el carbono regresa a la

atmósfera o al agua como resultado de la respiración.

• Las plantas, los herbívoros y los carnívoros respiran y al hacerlo liberan

bióxido de carbono.

• La mayor parte de la materia orgánica en cada nivel trófico superior sino que

pasa hacia el nivel Trófico "final", los organismos de descomposición.

Esto sucede a medida que mueren las plantas y los animales o sus partes (por ejemplo, las hojas).

Las bacterias y los hongos desempeñan el papel vital de liberar el carbono de los cadáveres o de los

fragmentos que ya no podrán utilizarse como alimento para otros niveles tróficos.

Mediante el metabolismo de los animales y de las plantas se libera el bióxido de carbono y el ciclo del

carbono puede volver a comenzar.

• El Ciclo del carbono es básico en la formación de las moléculas de carbohidratos,

lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; pues todas las moléculas orgánicas están

formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí.

Ciclo biológicoCiclo biológico

Ciclo Biogeoquímico

Ciclo Biogeoquímico

CICLO DEL CARBONO

Ciclo del Carbono

ACTIVIDAD

Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos

nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales del metabolismo.  Su

reserva fundamental es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de N2,

pero esta molécula no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los

seres vivos (exceptuando algunas bacterias).

Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un

papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del

nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y

amonio) asimilables por las plantas.

El amonio (NH4+) y el nitrato (NO3

-) lo pueden tomar las plantas por las raíces y

usarlo en su metabolismo. Usan esos átomos de N para la síntesis de las

proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen su nitrógeno al comer a las

plantas o a otros animales.

En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba

formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Esta

eliminación se hace en forma de amoniaco (algunos peces y organismos

acuáticos), o en forma de urea (el hombre y otros mamíferos) o en forma de

ácido úrico (aves y otros animales de zonas secas). Estos compuestos van a

la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser

usados por algunas bacterias.

Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en

nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces

de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son

tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.

CICLO DEL NITROGENO

Donde existe un exceso de materia orgánica, en condiciones anaerobias, hay

otras bacterias que producen desnitrificación, convirtiendo los compuestos

de N en N2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrógeno del ecosistema a la

atmósfera.

A pesar de este ciclo, el N suele ser uno de los elementos que escasean y

que es factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas.

Tradicionalmente se han abonado los suelos con nitratos para mejorar los

rendimientos agrícolas. Durante muchos años se usaron productos naturales

ricos en nitrógeno como el guano o el nitrato de Chile. Desde que se

consiguió la síntesis artificial de amoniaco por el proceso Haber fue posible

fabricar abonos nitrogenados que se emplean actualmente en grandes

cantidades en la agricultura, su mal uso produce, a veces, problemas de

contaminación en las aguas: la eutrofización.

FASES DEL CICLO DEL NITROGENO

FijaciónFijación

AmonificaciónAmonificación

NitrificaciónNitrificación

DesnitrificaciónDesnitrificación

ACTIVIDAD

BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA

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