Ciclos bioquímicos

Si bien la naturaleza nos provee de importantes reservas químicas, es necesario que se desencadene una serie de procesos cíclicos, capaces de intercambiar los vitales elementos con los organismos vivos que habitan los ecosistemas.

  • Segundo Ciclo
  • Última actualización: 10/09/2012
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Ciclos del carbón, nitrógeno, oxígeno, azufre y fósforo

En todo ecosistema, ya sea en mayor o menor cantidad, encontramos diversos elementos químicos. Esto ocurre porque todo organismo vivo está constituido en diferentes grados por sustancias como el carbono, el oxígeno o el nitrógeno, entre muchos otros más. También en la naturaleza no viva es posible encontrar verdaderos depósitos químicos, como en el caso de la atmósfera, importante reservorio de dióxido de carbono y de oxígeno, o también, en el suelo y las rocas, donde es común encontrar minerales, nitratos y fosfatos.

La principal característica común de todos estos elementos es que se encuentran en permanente transformación e intercambio entre todos los organismos que componen un ecosistema.

La naturaleza nos sorprende con una serie de ciclos en los que los elementos pasan de un medio a otro, a través de los seres vivos y el ambiente que los rodea.

Ciclo del carbono

Todas las moléculas orgánicas están compuestas por cadenas de carbono enlazadas entre sí. De allí la importancia de este vital elemento y su rol en el equilibrio ecosistémico.

Las plantas lo absorben desde el aire a través de las hojas y, en su interior, lo procesan hasta transformarlo en una sustancia vegetal, durante la fotosíntesis. Una pequeña parte es devuelta hacia la atmósfera, a través de la respiración vegetal, mientras la otra porción restante llega hasta los animales que se alimentan con las plantas. De ahí continúa el viaje hasta los animales carnívoros, que depredan a los herbívoros. Así, el carbono forma parte, en ambos casos, de la materia que constituye a estos seres vivos (músculos, huesos, etc.).

Durante su vida, tanto herbívoros como carnívoros también devuelven dióxido de carbono a la atmósfera por medio de la respiración.
Una vez muertos, tanto vegetales como animales son reducidos a una cantidad de materia orgánica mínima, gracias a la acción de los organismos descomponedores (bacterias, hongos, protozoos, entre otros), que también liberan dióxido de carbono al aire y hacia las raíces de las plantas, que nuevamente lo captan y procesan.

Ciclo del nitrógeno

Protagonista de importantes procesos, como la síntesis de proteínas y ácidos nucleicos, el nitrógeno corresponde a un elemento cuya disponibilidad está limitada en todos los ecosistemas. Su reserva fundamental es la atmósfera, donde se encuentra como N2.
Si bien es un compuesto utilizado por todo ser vivo, no puede ser captado de manera directa en su forma gaseosa. Por ello, necesita cambiar su composición y transformarse en nitratos (NO3) y amoníaco (NH3), gracias a la acción de las bacterias nitrificantes. Estas poseen forma de bastoncillo, su tamaño alcanza los 0,4 a 0,6 micras y, para realizar su eficiente trabajo, necesitan de la presencia de oxígeno.

Estos pequeños microorganismos permiten que el nitrógeno se incorpore tanto a las células vegetales como a las animales, ya que el nitrógeno fijado al suelo pasa a las plantas y a los diferentes tipos de animales a través de la alimentación. El retorno se produce gracias al depósito en la superficie de los residuos orgánicos y los excrementos, que las plantas también pueden reutilizar como abono.

Ciclo del oxígeno

La reserva fundamental de oxígeno está en la atmósfera. El ciclo de este vital elemento está ligado fuertemente al del carbono, ya que tanto en la respiración animal como en la vegetal (fotosíntesis) se traspasa constantemente junto a este elemento entre la atmósfera y los seres vivos.

Existen organismos que lo consumen para obtener energía (animales) y otros, a pesar de gastar cierta cantidad, son más bien productores (plantas).

El ciclo del oxígeno, además, implica otro importante proceso, que ocurre cuando algunas moléculas de O2 se rompen en átomos libres y reaccionan con otras de O2, formando ozono (O3). El ozono es una sustancia presente en nuestra atmósfera, que protege a la Tierra de un tipo muy dañino de radiación ultravioleta. Cada vez que absorbe estos peligrosos rayos, vuelve a su estado natural y se convierte en O2.

Ciclos del azufre y fósforo

El azufre y el fósforo son elementos que, si bien se encuentran en pequeñas cantidades de forma natural, desempeñan importantes funciones a nivel orgánico. El primero es uno de los más destacados constituyentes
de los aminoácidos, mientras el fósforo participa activamente en las relaciones energéticas que ocurren al interior de los organismos, forma parte de los fosfolípidos de las membranas celulares e integra las materias primas de huesos y dientes de los seres vivos.

El azufre es captado en forma de sustratos desde las raíces (en superficies terrestres) y por medio de la pared celular (en medios acuáticos) por las plantas (terrestres y acuáticas), las que pasan a ser alimentos de los animales.

Tras la muerte de estos, el azufre retorna al suelo induciendo un nuevo ciclo.

En cuanto al fósforo, es necesario mencionar que la principal reserva de este elemento es la corteza terrestre. Por medio de los procesos de meteorización de las rocas o por la expulsión de cenizas volcánicas se libera, pudiendo ser utilizado por las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar, donde una porción importante sedimenta el fondo y forma rocas. Todas ellas tardarán millones de años en volver a emerger y liberar, paulatinamente, sales de fósforo.

Datos Icarito

¿Qué factores favorecen la captación de energía solar para la fotosíntesis?
Las precipitaciones y el aumento de la temperatura.

¿Qué es la haloclastia?
Es la rotura de las rocas producto de la acción de la sal.

¿Qué importante función orgánica realizan elementos como el fósforo o el potasio?
Intervienen en el metabolismo de los seres vivos.

¿Qué procesos geológicos aportan carbono hacia la atmósfera?
Las erupciones volcánicas y los géiseres.

Material de apoyo