El Ciclo del Carbono

El carbono es el cuarto elemento más abundante en la Tierra y es esencial para la vida. Es la base de los carbohidratos, las proteínas y los ácidos nucleicos que necesitan los seres vivos para vivir, crecer y reproducirse. También se encuentra en el dióxido de carbono (CO2), cal, madera, plástico, diamantes y en el grafito.

La cantidad total de carbono en la Tierra es siempre la misma. Por medio del ciclo del carbono, los átomos de carbono se intercambian continuamente entre los seres vivos y el medio ambiente y son reusados una y otra vez.

El ciclo básico del carbono de los sistemas vivos (como se muestra en la figura anterior), involucra los procesos de fotosíntesis y respiración. Por medio de la fotosíntesis las plantas absorben el dióxido de carbono de la atmósfera y lo usan para fabricar carbohidratos (azúcares), esto con la ayuda de la energía del sol. Como parte del ciclo, los animales comen plantas (u otros animales), tomando los carbohidratos como alimento. Luego, por medio de la respiración, tanto las plantas como los animales descomponen los carbohidratos liberando el dióxido de carbono a la atmósfera. Este proceso puede ser descrito por medio de las siguientes fórmulas:

Fotosíntesis:

6 CO2 + 6 H2O → C6H12 O6 + 6O2

(dióxido de carbono) + (agua) → (glucosa) + (oxígeno)

Respiration:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

(glucosa) + (oxígeno) → (dióxido de carbono) + (agua)

No todos los átomos de carbono están en constante movimiento dentro del ciclo del carbono. Como se puede ver en la página del estudiante sobre el “Ciclo del Carbono,” el carbono puede ser almacenado en los árboles, productos de madera, en combustibles fósiles, o en otros depósitos llamados “sumideros”. Eventualmente, cuando un árbol muere o si se queman los productos o combustibles, entonces se liberan los átomos de carbono. Entonces, nuevamente estos se vuelven una parte activa del ciclo.

Los bosques desempeñan una parte importante dentro del ciclo del carbono global. Ellos absorben el dióxido de carbono durante la fotosíntesis, y almacenan el carbono en sus troncos, ramas y raíces. Tanto los árboles como los productos de madera pueden continuar almacenando este carbono en tanto permanezcan intactos.

¿Por qué es importante el carbono para los organismos vivos?

El carbono es el bloque básico para todas las formas de vida en la Tierra. Afortunadamente, es también uno de los elementos más abundantes en nuestro planeta. Al igual que toda la materia, el carbono ni se crea ni se destruye, por lo que todos los organismos vivos deben encontrar una manera de volver a utilizar continuamente el suministro finito que se encuentra disponible.

Importancia

Cualquier proceso biológico particular o sistema se puede generalmente entender en términos de la química: los seres vivos son, en gran medida, una serie de reacciones químicas que tienen lugar en un contexto particular. Por lo tanto, la explicación más simple para la importancia de carbono en los organismos vivos es la química. El carbono es la base química para la mayoría de las moléculas que son importantes para el mantenimiento de la vida. Estas moléculas incluyen hidratos de carbono, lípidos (la categoría que incluye a las grasas), proteínas y ácidos nucleicos (hechos famosos por el ADN, la sustancia química que contiene nuestro código genético).

Fotosíntesis

La única fuente de energía disponible fuera de nuestro planeta es la radiación del sol -sin embargo, algunos organismos vivos (animales) no pueden usarlo directamente para producir alimentos y para mantenerse vivos. Así que todos somos dependientes de los organismos que tienen esta habilidad especial: las plantas. Las plantas transforman la luz solar en alimento mediante la combinación de la energía del sol con el carbono, el cual absorben de la atmósfera en forma de dióxido de carbono. El carbono es la clave para la fotosíntesis, lo que en última instancia, proporciona alimentos para todos los seres vivos en la Tierra.

Respiración

Si la fotosíntesis es la forma en que la energía del sol se combina con el carbono para producir alimentos, entonces la respiración es la forma en que los alimentos se convierten en energía para el uso de un organismo vivo. Todos los animales comen alimentos que se basan en átomos de carbono (los humanos pueden comer hidratos de carbono, proteínas y lípidos). Los animales usan el oxígeno para convertir este alimento en energía que puedan utilizar y para mantener un suministro constante de átomos de carbono que son necesarios para la construcción de las células animales. La respiración también devuelve dióxido de carbono a la atmósfera como un producto de desecho, donde las plantas pueden reabsorberlo en el proceso de la fotosíntesis.

Descomposición

Mientras que un organismo está vivo, actúa como un "sumidero de carbono", o como almacenamiento para los átomos de carbono, porque se utilizan muchísimos de estos para construir la piel del organismo, corteza, uñas de los pies o las hojas. Sin embargo, tan pronto como un organismo muere, estos átomos de carbono valiosos comienzan a ser devueltos al medio ambiente, donde pueden ser utilizados por otros organismos. Los descomponedores son pequeños microorganismos que viven en el suelo y el agua y que consumen materia orgánica de desecho y organismos muertos, regresando el carbono a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.

El dióxido de carbono y el calentamiento global

El dióxido de carbono es la forma que tiene de carbono en nuestra atmósfera, y es crucial para el mantenimiento de la vida en la Tierra. Sin embargo, una fuente relativamente reciente de dióxido de carbono en la atmósfera, la quema de combustibles fósiles por los seres humanos, ha aumentado considerablemente su cantidad en la atmósfera. Este aumento amenaza con alterar el equilibrio natural del carbono previamente mantenido por la fotosíntesis, la respiración y la descomposición. Este dióxido de carbono extra actúa como una manta en la atmósfera, quizás causando el calentamiento global