CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

CICLOS DE LA MATERIA

CICLO DEL OXÍGENO• El oxígeno es el elemento químico más abundante en los seres vivos.

• Forma parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas.

• Como molécula, en forma de O2, su presencia en la atmósfera se debe a la

actividad fotosintética de primitivos organismos.

• La reserva fundamental de oxígeno utilizable por los seres vivos está en la

atmósfera.

• Su ciclo está estrechamente vinculado al del carbono, pues el proceso por el

que el Dióxido de carbono es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone

también devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de

respiración ocasiona el efecto contrario.

• Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto

para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono.

• Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda

corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras

moléculas de O2, formando O3 (ozono).

• Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones

ultravioletas vuelve a convertirse en O2

CICLO DEL OXÍGENO

CICLO DEL NITRÓGENO

• El nitrógeno (N) es una sustancia esencial para toda la vida en la Tierra.

• La mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire en forma

gaseosa, pero también se puede encontrar nitrógeno en el agua y en el

suelo en diferentes formas. Allí, será descompuesto por bacterias y

absorbido por plantes y animales.

• Los seres vivos requieren átomos de nitrógeno para la síntesis de

moléculas orgánicas esenciales como las proteínas, los ácidos

nucleicos, el ADN, por lo tanto es otro elemento indispensable para el

desarrollo de los seres vivo.

• El aire de la atmósfera contiene un 78% de nitrógeno, por lo tanto la

atmósfera es un reservorio de este compuesto. A pesar de su

abundancia, pocos son los organismos capaces de absorberlo

directamente para utilizarlo en sus procesos vitales.

• Por ejemplo las plantas para sintetizar proteínas necesitan el nitrógeno ensu forma fijada, es decir incorporado en compuestos. Tres procesosdesempeñan un papel importante en la fijación del nitrógeno en la biosfera:

• Descomposición: los animales obtienen nitrógeno al ingerirvegetales, en forma de proteínas. En cada nivel trófico se libera al ambientenitrógeno en forma de excreciones, que son utilizadas por los organismosdescomponedores para realizar sus funciones vitales.

• Nitrificación: es la transformación del amoniaco a nitrito, y luego anitrato. Esto ocurre por la intervención de bacterias del géneronitrosomonas, que oxidan el NH3 a NO2

-. Los nitritos son oxidados anitratos NO3

- mediante bacterias del género nitrobacter.

• Desnitrificación: en este proceso los nitratos son reducidos anitrógeno, el cual se incorpora nuevamente a la atmósfera, este proceso seproduce por la acción catabólica de los organismos, estos viven enambientes con escasez de oxígeno como sedimentos, suelosprofundos, etc. Las bacterias utilizan los nitratos para sustituir al oxígenocomo aceptor final de los electrones que se desprenden durante larespiración. De esta manera el ciclo se cierra.

CICLO DEL NITRÓGENO

CICLO DEL CARBONO

• La atmósfera e hidrosfera contienen a la reserva fundamental de

carbono, en moléculas de CO2 (dióxido de carbono o anhídrido

carbónico) que los seres vivos puedan asimilar.

• 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 20

años.

• La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración

los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2.

• En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la

hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y

no, como podría parecer, los animales más visibles.

• Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua.

• La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la de otros

gases, como el O2 o el N2, porque reacciona con el agua formando

ácido carbónico. En los ecosistemas marinos algunos organismos

convierten parte del CO2 que toman en CaCO3 (carbonato de

calcio) que necesitan para formar sus conchas, caparazones o

masas rocosas en el caso de los arrecifes

• Cuando estos organismos mueren sus caparazones se depositan

en el fondo formando rocas sedimentarias calizas en el que el C

queda retirado del ciclo durante miles y millones de años. Este

carbono volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las

rocas.

• El petróleo, carbón y la materia orgánica acumulados en el suelo

son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la

atmósfera del que se tomaba. Así apareció el O2 en la atmósfera. Si

hoy consumiéramos todos los combustibles fósiles almacenados, el

O2 desaparecería de la atmósfera. El ritmo creciente al que estamos

devolviendo CO2 a la atmósfera, por la actividad humana, es motivo para que protejamos al planeta.

CICLO DEL CARBONO

CICLO DEL FÓSFOROEn la naturaleza la principal reserva de fosforo son las rocassedimentarias fosfatadas que no es una forma accesible para losseres vivos.1. Las plantas toman del suelo el fósforo en forma soluble, los

fosfatos, y lo incorporan a sus estructuras.2. Los consumidores y descomponedores incorporan el fosforo a

través de las cadenas tróficas. (PO4 -33. Cuando los organismos mueren los fosfatos se liberan y se

incorporan de nuevo al suelo.4. En el medio marino, el fósforo se acumula en el fondo oceánico y

con el tiempo da lugar a nuestras rocas sedimentarias.5. Una fuente importante de fósforo son los excrementos de aves

marinas, el guano , que puede acumularse en algunos lugares engrandes cantidades.

• 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 PO4

3- 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 losecosistemas acuáticos y en los lugares enlos que las corrientes marinas suben delfondo, arrastrando fósforo del que se ha idosedimentando, el plancton prolifera en lasuperficie. Al haber tanto alimento semultiplican los bancos depeces, formándose las grandes pesqueríasdel Gran Sol, costas occidentales de Africa yAmérica del Sur y otras.

• Con los compuestos de fósforo que se recogendirectamente de los grandes depósitosacumulados en algunos lugares de la tierra seabonan los terrenos de cultivo, a veces encantidades desmesuradas, originándoseproblemas de eutrofización

CICLO DEL AZUFRE

• Es menos importante que los otros elementosque hemos visto, pero imprescindible porqueforma parte de las proteínas.

• Su reserva fundamental es la corteza terrestrey es usado por los seres vivos en pequeñascantidades.

• El azufre es un nutriente secundario requeridopor plantas y animales para realizar diversasfunciones, además el azufre está presente enprácticamente todas las proteínas y de estamanera es un elemento absolutamenteesencial para todos los seres vivos.

• El azufre circula a través de la biosfera de lasiguiente manera, por una parte se comprende elpaso desde el suelo o bien desde el agua, sihablamos de un sistema acuático, a las plantas, alos animales y regresa nuevamente al suelo o alagua.

• Algunos de los compuestos sulfúricospresentes en la tierra son llevados al mar porlos ríos. Este azufre es devuelto a la tierra porun mecanismo que consiste en convertirlo encompuestos gaseosos tales como el ácidosulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2)

• Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierrafirme. Generalmente son lavados por laslluvias, aunque parte del dióxido de azufrepuede ser directamente absorbido por lasplantas desde la atmósfera.

• La actividad industrial del hombre estaprovocando exceso de emisiones de gasessulfurosos a la atmósfera y ocasionandoproblemas como la lluvia ácida.

CICLO DEL AZUFRE

CICLO DEL CALCIO

• El calcio es un elemento químico, de símbolo Ca y de número atómico 20.

• Se encuentra en el medio interno de los organismos como ion calcio (Ca2+) o formando parte de otras moléculas

• En algunos seres vivos se halla precipitado en forma de esqueleto interno o externo.

• Los iones de calcio aq de cofactor en muchas reacciones enzimáticas, interviene en el metabolismo del glucógeno, junto al potasio y el sodio regulan la contracción muscular.

• El porcentaje de calcio en los organismos es variable y depende de las especies, pero por término medio representa el 2,45% en el conjunto de los seres vivos; en los vegetales, sólo representa el 0,007%.

• En el habla vulgar se utiliza la voz calcio para referirse a sus sales (v.g., esta agua tiene mucho calcio; en las tuberías se deposita mucho calcio, etc.)

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

• Es la circulación del calcio entre los organismos vivos y el medio

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

El ciclo del calcio es un ciclo sedimentario

El calcio es un mineral que se encuentra en ,mayor proporción en la litosfera

Es la capa más externa de un planeta sólido, formado por rocas y el suelo

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

LITOSFERA

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

Ca

SUELO

Plantas

Cadena alimenticia

Descomponedores liberan el calcio

Cuando mueren plantas y animales

SUELO

Consumo de animales acuáticos

Cuando mueren plantas y animales

LITOSFERA

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

SUELO

Plantas

Cadena alimenticia

Descomponedores liberan el calcio

Cuando mueren plantas y animales

SUELO

Consumo de animales acuáticos

Cuando mueren plantas y animales

FONDO DEL OCÉANO

FORMACIÓN DE ROCAS CALIZAS

ERUPCIONES VOLCÁNICAS

Agentes Atmosféricos

LITOSFERA

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

Variaciones de su solubilidad debido a la formación de compuestos carbonatados más (Ca(CO3H)2) o menos (CaCO3) como consecuencia de la liberación por microorganismos de ácidos orgánicos que desplacen el equilibrio entre ambas formas

Funciones del calcio:• El calcio en las plantas

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

• Estimula el desarrollo de las raíces y de las hojas.

• Forma compuestos de las paredes celulares.

• Ayuda a reducir el nitrato (NO3-) en las plantas.

• Ayuda a neutralizar los ácidos orgánicos en la planta.

El calcio en los animales

• El Calcio es el mayor componente de los huesos y dientes en los animales.

• Tiene mucha importancia en la formación del exoesqueleto de muchos microorganismos e invertebrados.(Corales)

• Estabilizante de componentes estructurales de la pared celular de las bacterias.

Funciones del calcio:• El calcio en los seres humanos

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

• Es el elemento metálico más abundante en el cuerpo humano.

• Se encuentra en los huesos, en los dientes y en la sangre.

• Otorga resistencia a los huesos y dientes.

• Muy importante para los procesos vitales.

La coagulación sanguínea.

La contracción muscular depende de la acción del calcio.

El calcio en el agua de mar

• En el agua de mar la principal forma de calcio disuelto es el bicarbonato que se equilibra con el CO2 disuelto

Un ser humano adulto contiene aproximadamente un kilogramo de calcio

Funciones del calcio:• El calcio en los suelos

CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

• La importancia del Ca en el suelo es la reducción de su acidez .

• La cantidad total de Ca en el suelo es variable.• Suelos áridos y calcáreos: niveles altos.• Suelos de los trópicos: bajos niveles de Ca.• Suelos arcillosos Ca > suelos arenosos.

• El Ca es el catión dominante en el suelo aun a valores de pH bajos

• Debido a que el Ca existe como un catión, este nutrienteestá gobernado por los fenómenos del intercambio

catiónico al igual que los otros cationes,

Mmmm…

Falta…