CICLOS GASEOSOS
Los nutrientes circulan principalmente entre la atmósfera y los organismos vivos. En la mayoría de estos ciclos los elementos son reciclados rápidamente, con frecuencia de horas o días. Este tipo de ciclo se refiere a que la transformación de la sustancia involucrada cambia de ubicación geográfica y que se fija a partir de una materia prima gaseosa. Ejemplos de ciclos gaseosos son el CARBONO, el NITRÓGENO y OXÍGENO.
Ciclo del carbono:
El ciclo del carbono es un ciclo biogeoquímico por el cual el carbono se intercambia entre la biosfera, la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera de la Tierra. Los conocimientos sobre esta circulación de carbono posibilitan apreciar la intervención humana en el clima y sus efectos sobre el cambio climático.
El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el Universo, después del hidrógeno, el helio y el oxígeno (O). Es el pilar de la vida que conocemos. Existen básicamente dos formas de carbono: orgánica (presente en los organismos vivos y muertos, y en los descompuestos) y otra inorgánica (presente en las rocas).
En el planeta Tierra, el carbono circula a través de los océanos, de la atmósfera y de la superficie y el interior terrestre, en un gran ciclo biogeoquímico. Este ciclo puede ser dividido en dos: el ciclo lento o geológico y el ciclo rápido o biológico.
Suele considerarse que este ciclo está constituido por cuatro reservorios principales de carbono interconectados por rutas de intercambio. Los reservorios son la atmósfera, la biosfera terrestre (que, por lo general, incluye sistemas de agua dulce y material orgánico no vivo, como el carbono del suelo), los océanos (que incluyen el carbono inorgánico disuelto, los organismos marítimos y la materia no viva), y los sedimentos (que incluyen los combustibles fósiles). Los movimientos anuales de carbono entre reservorios ocurren debido a varios procesos químicos, físicos, geológicos y biológicos. El océano contiene el fondo activo más grande de carbono cerca de la superficie de la Tierra, pero la parte del océano profundo no se intercambia rápidamente con la atmósfera.
Ciclo del nitrógeno:
Este es un ciclo complejo, pero, al igual que en el ciclo del carbono, el elemento pasa por los distintos organismos hasta regresar a la atmósfera. El nitrógeno en la atmósfera no está combinado con otros elementos, y se forma por procesos químicos y biológicos en la biosfera. Fijación del nitrogeno
Las plantas no pueden aprovechar el nitrógeno directamente del aire. En vez de ello, lo obtienen del suelo en forma de nitratos. Para que el N pase del aire al suelo, unas bacterias y cianobacterias convierten el gas en nitratos, que luego las plantas absorben del suelo por sus raíces y lo usan en sus procesos para sintetizar proteínas.
Las bacterias y cianobacterias fijadoras del nitrógeno viven cerca de las raíces de las plantas o bien, en nódulos de las raíces de las leguminosas. A cambio, obtienen carbohidratos de las plantas para obtener energía, y cuando mueren, el nitrógeno de su cuerpo vuelve al suelo en forma de amonio, que también puede ser absorbido.
Los relámpagos también pueden convertir el nitrógeno gaseoso en nitratos. Amonificacion
El suelo contiene bacterias que, gracias a unas enzimas, convierten el nitrógeno gaseoso en iones de amonio, los cuales se unen a las partículas del suelo.
Nitrificacion
Bacterias nitrificantes pueden liberar el amonio que está en el suelo. ¿Cómo? Únicamente convierten los iones de amonio en iones de nitritos. Estos pueden ser convertidos en iones de nitratos por las bacterias nitrificantes. Como se mencionó, en esta última forma, las plantas toman el nitrógeno, aunque también pueden absorber iones de amonio.
Asimilación
Esta etapa consiste simplemente en el consumo del nitrógeno por los seres vivos. Los animales se alimentan de las plantas, y de esta manera el N pasa a su cuerpo. Ellos digieren las proteínas vegetales gracias a ciertas enzimas.
Desnitrificacion
En algunos suelos, generalmente anegados, bacterias convierten los nitratos del suelo en nitrógeno gaseoso, que se eleva y vuelve a la atmósfera. Puede volver a la tierra disuelto en la lluvia.
Descomposicion y amonificacion
Una parte del nitrógeno vuelve al suelo a través de los excrementos de los animales y sus demás residuos orgánicos. Los organismos descomponedores, como algunas bacterias y hongos, descomponen el cuerpo de animales y plantas muertos y los productos de desecho, que contienen nitrógeno, para liberar energía. De la urea y los excrementos se genera amoniaco, y entonces los descomponedores convierten el amoniaco de los restos en iones de amonio, que luego pueden ser convertidos en nitritos.
Los residuos orgánicos devuelven al suelo una parte del nitrógeno, dando lugar a nitritos y nitratos que las plantas pueden utilizar como abono. Las bacterias nitrificantes devuelven también una parte del nitrógeno a la atmósfera, lo mismo que hacen las bacterias transformadoras de la materia orgánica en nitritos. Los procesos geológicos naturales incorporan nuevo nitrógeno al aire. Importancia
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. En todos ellos, el nitrógeno es imprescindible para que células animales y vegetales funcionen correctamente.
Ciclo del oxigeno
El ciclo del oxígeno es un ciclo biogeoquímico que consiste en el paso del oxígeno en diversas formas a través de la atmósfera (aire), la litosfera (corteza terrestre) y la biosfera (suma de los ecosistemas). Al igual que el ciclo del carbono y el ciclo del nitrógeno, es un ciclo gaseoso; esto significa que el oxígeno está depositado principalmente en la atmósfera y no en la corteza terrestre, y es utilizado directamente desde ella, sin estar combinado con algún otro elemento. ¿En qué consiste?
-Las plantas producen oxígeno durante la fotosíntesis, que se libera al aire. -El oxígeno pasa entonces a la atmósfera.
-Los animales, los seres humanos y demás seres vivos autótrofos y heterótrofos que respiran obtienen oxígeno y este pasa a su cuerpo donde es llevado a las células y tejidos para que estos puedan funcionar.
-Una vez que ha sido utilizado, regresa al aire como desecho de la respiración en forma de dióxido de carbono (CO2), la unión del carbono con el O.
-Las algas en los océanos y las plantas verdes de la tierra absorben el dióxido de carbono y lo usan durante la fotosíntesis para sintetizar proteínas y conseguir la glucosa que necesitan para vivir. -De nuevo, como resultado de la fotosíntesis las plantas liberan el oxígeno al aire. Así se completa el ciclo.
Importancia:
El oxígeno es necesario para que los seres vivos realicen una de sus principales funciones: la respiración. Este elemento es imprescindible para los organismos; sin él, mueren en un tiempo que varía de segundos a horas, según sus capacidades. Gracias al proceso de la respiración, el oxígeno es llevado a las células para que estas puedan obtener energía y funcionar de forma óptima.
Aunque las plantas consumen cierta cantidad de oxígeno, son eminentemente productoras. Para ellas, absorber dióxido de carbono es completamente necesario para comenzar su fotosíntesis y originar oxígeno como subproducto, el cual les sirve para producir su alimento. Una parte del O se consume durante la descomposición de los seres vivos a la litosfera; por ejemplo, a través del carbonato de calcio de las conchas de algunos moluscos.
El oxígeno también es imprescindible para que la combustión y otras reacciones químicas y biológicas puedan realizarse. Otra pequeña parte se convierte en ozono, el cual forma una capa en la alta atmósfera que protege la biosfera de la intensa radiación solar e impide que el calor escape y se enfríe el planeta.