TEMA 14. EL SISTEMA BIOSFERA. DINÁMICA DE LOS ECOSISTEMAS.
6. Ciclos biogeoquímicos
A diferencia de la energía el ciclo de la materia es cerrado.
Los ciclos biogeoquímicos son los recorridos más o menos largos que realizan los elementos químicos que forman parte de los seres vivos. Los elementos pasan de la biosfera (seres vivos a otros sistemas como la atmósfera, la litosfera o la hidrosfera, es decir, circulan entre la biocenosis hasta el biotopo).
En función del medio en el que se acumulan se clasifican en:
- Ciclos de elementos gaseosos, como el nitrógeno y el carbono. Su depósito es la atmósfera. Los elementos circulan con rapidez por los diferentes compartimentos del ciclo.
- Ciclos de elementos sedimentarios como el fósforo y el azufre. Su depósito es la corteza terrestre. Son lentos y limitan el desarrollo de los seres vivos.
6.1. Ciclo del carbono - El carbono se encuentra en la atmósfera forma de dióxido de carbono, en la hidrosfera, como ión carbonato o bicarbonato y en la litosfera como constituyente de las rocas carbonatadas o en forma de combustible fósil, como el carbón y el petróleo. - Gracias a la fotosíntesis, las plantas verdes captan el carbono a partir del dióxido de carbono atmosférico y lo integran en sus tejidos. Los consumidores, al alimentarse de las plantas, lo incorporan a su cuerpo. El carbono es retenido por el organismo hasta su muerte. Ocurrida ésta, sus restos son utilizados por los descomponedores. - La respiración produce dióxido de carbono que, de esa forma, vuelve a la atmósfera. Parte se encuentra en forma de rocas calizas, arrecifes calcáreos y combustibles de origen orgánico, como el petróleo, donde puede quedar retenido mucho tiempo. Las erupciones volcánicas que afecten a rocas calizas, la combustión del carbón y del petróleo y los incendios forestales, producen un aumento en el dióxido de carbono atmosférico.
6.2. Ciclo del Nitrógeno - Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos 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. - Algunas bacterias y cianobacterias convierten el N2 atmosférico en otras formas químicas (primero en amoniaco y posteriormente en nitritos y nitratos) asimilables por las plantas (fijación del nitrógeno). Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) por lo que estas plantas producen un abonado natural de los suelos. - 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. - 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.
El N suele ser un elemento 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 fue posible fabricar abonos nitrogenados que se emplean actualmente en grandes cantidades en la agricultura que pueden producir eutrofización.
