ciclos-biogeoquimicos

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ciclos-biogeoquimicos

  1. 1. CONTENIDO CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 2 I. CICLO DEL AGUA O CICLO HIDROLÓGICO 3 1.1 FASES DEL CICLO DEL AGUA 3 1.1.1 Evaporación 3 1.1.2 Condensación 4 1.1.3 Precipitación 4 1.1.4 Infiltración 4 1.1.5 Escorrentía 4 1.1.6 Circulación Subterránea 4 1.1.7 Evaporación 5 1.1.8 Fusión 5 1.1.9 Solidificación 5II. CICLO DEL CARBONO 6III. CICLO DEL OXÍGENO 10IV. CICLO DEL NITRÓGENO 12 4.1 Fijación y asimilación de N 14 4.2 Amonificación 15 4.3 Nitrificación 15 4.4 Desnitrificación 15 V. CICLO DEL FÓSFORO 17 5.1 Función 18 5.2 Depósitos 19VI. CICLO DEL AZUFRE 20 BIBLIOGRAFÍA 22 1
  2. 2. CICLOS BIOGEOQUÍMICOSLos ciclos biogeoquímicos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentesformas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos vivos, y luego a lainversa.Los seres vivos necesitamos alrededor de 40 elementos químicos para nuestrodesarrollo; entre ellos, los fundamentales son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno,azufre y fósforo. La existencia de éstos en la naturaleza es limitada; por ello, debenreciclarse de manera constante. Así surgen estos llamados ciclos biogeoquímicos, quepermiten la disponibilidad de estos elementos una y otra vez, transformándose yrecirculando a través de la atmósfera, hidrosfera, litosfera y biosfera, es decir laecósfera.Los ciclos biogeoquímicos pueden ser de dos tipos: De nutrientes gaseosos: Cuya fuente de aporte es la atmósfera: carbono, oxígeno y nitrógeno. De nutrientes sólidos: Proporcionados por la corteza terrestre; por ejemplo: fósforo y azufre.El agua desempeña un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicos, ya que losnutrientes atmosféricos llegan a la superficie terrestre con la lluvia; los nutrientessólidos provienen de minerales de rocas desgastadas y disueltas por el agua, además,las plantas absorben los nutrientes minerales disueltos en este líquido. 2
  3. 3. 1. CICLO DEL AGUA O CICLO HIDROLÓGICO Es aquel proceso que describe la ubicación y el movimiento o transferencia continúa del agua en nuestro planeta, sufriendo cambios entre sus diferentes estados: líquido, gaseoso y sólido. Este flujo de agua se produce por dos causas principales: la energía Solar y la gravedad. 1.1 Fases del Ciclo del Agua 1.1.1 Evaporación El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas, contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la banquisa. 3
  4. 4. 1.1.2 Condensación El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas. El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.1.1.3 Precipitación Es cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).1.1.4 Infiltración Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas, intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.1.1.5 Escorrentía Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de sedimentos.1.1.6 Circulación Subterránea Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades: Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación siempre pendiente abajo. Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la capilaridad. 4
  5. 5. 1.1.7 Evaporación Este proceso se produce cuando el agua de la superficie terrestre se evapora y se transforma en nubes.1.1.8 Fusión Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido cuando se produce el deshielo.1.1.9 Solidificación Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C, el vapor de agua o la misma agua se congelan, precipitándose en forma de nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que se presenta por lo general a baja altura: al irse congelando la humedad y las pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una tromba marina (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes gotas de agua.El ciclo hidrológico es un proceso continuo pero irregular en el espacio y en eltiempo. Una gota de lluvia puede recorrer todo el ciclo o una parte de él. Cualquieracción del hombre en una parte del ciclo, alterará el ciclo entero para unadeterminada región. El hombre actúa introduciendo cambios importantes en elciclo hidrológico de algunas regiones de manera progresiva al desecar zonaspantanosas, modificar el régimen de los ríos, construir embalses, etc.El ciclo hidrológico no sólo transfiere vapor de agua desde la superficie de laTierra a la atmósfera sino que colabora a mantener la superficie de la Tierra másfría y la atmósfera más caliente. Además juega un papel de vital importancia:permite dulcificar las temperaturas y precipitaciones de diferentes zonas delplaneta, intercambiando calor y humedad entre puntos en ocasiones muy alejados.Las tasas de renovación del agua, o tiempo de residencia medio, en cada una de lasfases del ciclo hidrológico no son iguales. Por ejemplo, el agua de los océanos serenueva lentamente, una vez cada 3.000 años, en cambio el vapor atmosférico lohace rápidamente, cada 10 días aproximadamente. 5
  6. 6. 2. 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. El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el universo, después del hidrógeno, el helio y el oxígeno. Es el pilar de la vida que conocemos. Existen básicamente dos formas de C: Orgánica: Presente en los organismos vivos y muertos, y en los descompuestos. 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: la atmósfera, la biosfera terrestre, los océanos, 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 6
  7. 7. fondo activo más grande de carbono cerca de la superficie de la Tierra, pero laparte del océano profundo no se intercambia rápidamente con la atmósfera.Carbono en la AtmósferaEn la atmósfera hay 750 gigatoneladas de carbono, principalmente en forma deCO2.Es aquí donde hay un mayor porcentaje de circulación del carbono, a causa deprocesos bioquímicos, y donde éste reacciona de forma más sensible a los cambios.Aunque es una parte muy pequeña de la atmósfera (aproximadamente el 0.04%),desempeña un papel importante en el sustento de la vida. Otros gases quecontienen carbono en la atmósfera son el metano y los clorofluorocarbonos(completamente antropogénicos).La concentración atmosférica total de estos gases de invernadero ha estadoaumentando en décadas recientes, contribuyendo al calentamiento global.Carbono en los OcéanosLos océanos contienen alrededor de 36000 gigatoneladas de carbono, sobre todoen forma de ión bicarbonato.El carbono inorgánico es importante en sus reacciones dentro del agua. En regionesde flujo ascendente oceánico, el carbono se libera a la atmósfera. Y a la inversa,las regiones de flujo descendente transfieren el carbono (CO2) de la atmósfera alocéano.Cuando el CO2 entra en el océano, se forma ácido carbónico: CO2 + H2O H2CO3Esta reacción puede ser en ambos sentidos, es decir, logra un equilibrio químico.Otra reacción importante es la liberación de iones hidrógeno y bicarbonato. Estareacción controla los grandes cambios de pH: H2CO3 H+ + HCO3íCarbono en la Biósfera:Alrededor de 1900 gigatoneladas de carbono están presentes en la biosfera,desempeñando un papel importante en la estructura, bioquímica y nutrición detodas las células vivas.Los autótrofos son organismos que producen, mediante la fotosíntesis, sus propioscompuestos orgánicos usando el CO2 del aire o el agua en la cual viven y usan laradiación solar como fuente energía.Los autótrofos más importantes para el ciclo del carbono son los árboles de losbosques y el fitoplacton de los océanos. La fotosíntesis sigue la reacción: 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 7
  8. 8. El carbono se transfiere dentro de la biósfera cuando los heterótrofos sealimentan de otros organismos. Esto incluye el consumo de material orgánicomuerto (detritos) por hongos y bacterias para su fermentación o putrefacción.La mayor parte del carbono deja la biósfera mediante la respiración. Cuando el O2está presente, se produce la respiración aeróbica, que libera el CO2 en el airecircundante o el agua, siguiendo la reacción: C6H12O6 + 6O2 ĺ 6CO2 + 6H2OPor otra parte, en ausencia de oxígeno, la respiración anaerobia libera metano en elambiente circundante, que finalmente sigue su camino hacia la atmósfera o lahidrósfera (por ejemplo, el gas de los pantanos o el de las flatulencias).¿Como se realiza el proceso del Carbono?Aparte de la materia orgánica, el C se combina con el O2 para formar monóxido decarbono (CO), dióxido de carbono (CO2), también forma sales como el carbonato desodio (Na2CO3), carbonato cálcico (en rocas carbonatadas, como calizas yestructuras de corales). Los organismos productores terrestres obtienen el CO2 de la atmósfera durante el proceso de la fotosíntesis para transformarlo en compuestos orgánicos como la glucosa, y los productores acuáticos lo utilizan disuelto en el agua en forma de bicarbonato (HCO3-). 8
  9. 9. Los consumidores se alimentan de las plantas, así el carbono pasa a formar parte de ellos, en forma de proteínas, grasas, hidratos de carbono, etc. En el proceso de la respiración aeróbica, se utiliza la glucosa como combustible y es degradada, liberándose el carbono en forma de CO2 a la atmósfera. Por tanto en cada nivel trófico de la cadena alimentaría, el carbono regresa a la atmósfera o al agua como resultado de la respiración. Los desechos del metabolismo de las plantas y animales, así como los restos de organismos muertos, se descomponen por la acción de ciertos hongos y bacterias, durante dicho proceso de descomposición también se desprende CO2. Las erupciones volcánicas son una fuente de carbono, durante dichos procesos el carbono de la corteza terrestre que forma parte de las rocas y minerales es liberado a la atmósfera. En capas profundas de la corteza continental así como en la corteza oceánica el carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles, como es el caso del petróleo. Este compuesto se ha formado por la acumulación de restos de organismos que vivieron hace miles de años. 9
  10. 10. 3. CICLO DEL OXÍGENO El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre; y está estrechamente vinculado al ciclo del carbono. El oxígeno es el elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y en los océanos, y el segundo en la atmósfera. En la corteza terrestre: La mayor parte del oxígeno se encuentra formando por parte de silicatos. En los océanos: Se encuentra formando por parte de la molécula de agua, H2O. En la atmósfera: Se encuentra como oxígeno molecular (O2), dióxido de carbono(CO2), y en menor proporción en otras moléculas como monóxido de carbono (CO),ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de nitrógeno (NO) o dióxido de azufre (SO2). El oxígeno participa en muchas reacciones fundamentales para sostener la vida, es el aceptor final de los electrones en la cadena respiratoria que es la máxima suministradora de energía en los organismos aerobios (son los que consumen oxígeno). En el proceso de la fotosíntesis, los cloroplastos (de las plantas verdes), captan dióxido de carbono (CO2) del medio ambiente, agua (H2O), y finalmente, utilizando enzimas y la energía luminosa, producen: oxígeno (O2) y glucosa (C6H12O6). 10
  11. 11. 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2El oxígeno producido en la fotosíntesis sale en forma de gas y es el que seencuentra en el aire. Es introducido por todos los organismos aerobios, dondeentra en la cadena respiratoria como aceptor final de electrones para formar aguaque es llamada agua de oxidación y es eliminada por los seres vivos en el sudor, laorina, las lágrimas etc.Este oxígeno que se encuentra en el aire, también es utilizado por el hombre en susreacciones de combustión, produciendo CO2.De esta forma existe una circulación constante de oxígeno y una especie desimbiosis entre los organismos que respiran oxígeno y las plantas, donde losorganismos aerobios utilizan el oxígeno de las plantas para su metabolismo yproducen CO2 que es aprovechado por las plantas para producir oxígeno ynutrientes.Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto paralos seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Lasmoléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, serompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2,formando O3 (ozono). 3O2 + hLj (radiación solar) 2O3Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiacionesultravioletas vuelve a convertirse en O2. O3 + hLj O2 + O 11
  12. 12. 4. CICLO DEL NITRÓGENO El ciclo del nitrógeno (N) sirve para entender como el nitrógeno se desplaza a través de la tierra, océanos y medio ambiente atmosférico. El nitrógeno en la atmósfera se encuentra en forma de N2, molécula que no puede ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos (a excepción de algunas bacterias y algas cianofíceas). Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3²) a grupos amino, reducidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion 12
  13. 13. amonio (NH4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio seaoxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato sonsustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por laescorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo elnitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Losocéanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentes estarían prácticamentedesprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieran otros dosprocesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógenoatmosférico (N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestossolubles a partir del N2, y la desnitrificación, una forma de respiración anaerobiaque devuelve N2 a la atmósfera. De esta manera se mantiene un importantedepósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).Procesos que pasan en la atmósfera y la biosfera. 13
  14. 14. 14
  15. 15. 4.1 Fijación y asimilación de Nitrógeno El primer paso en el ciclo es la fijación (reducción) del nitrógeno atmosférico (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4+) o los iones nitrito (NO2²) o nitrato (NO3²) (aunque el amonio puede ser usado por la mayoría de los organismos vivos, las bacterias del suelo derivan la energía de la oxidación de dicho compuesto a nitrito y últimamente a nitrato); y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores. Fijación abiótica: La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico. Fijación biológica: Es un fenómeno fundamental que depende de la habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno orgánico: N2 + 8H+ + 8e + 16 ATP ĺ 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi   La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos: Bacterias Gram negativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter, Klebsiella o el fotosintetizador Rhodospirillum, una bacteria purpúrea. 15
  16. 16. Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces. Hay multitud de especies encuadradas en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya. Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis, como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades subestomáticas de helechos acuáticos del género Azolla, o el de algunas especies de Nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas.4.2 Amonificación La amonificación es la conversión a ion amonio del N que en la materia viva aparece principalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-). Los animales, que no oxidan el nitrógeno, se deshacen del que tienen en exceso en forma de distintos compuestos. Los acuáticos producen directamente amoníaco (NH3), que en disolución se convierte en ion amonio. Los terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se concentra fácilmente en la orina; o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y el ácido úrico, que son purinas, y ésta es la forma común en aves o en insectos y, en general, en animales que no disponen de un suministro garantizado de agua. El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al sustrato, la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa forma por la acción de microorganismos descomponedores.4.3 Nitrificación La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como receptor de electrones, es decir, como oxidante. A estos organismos el proceso les sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos la consiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El C lo consiguen del CO2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El proceso fue descubierto por Sergéi Vinogradski y en realidad consiste en dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizados por organismos diferentes: Nitritación: Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2²). Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus. Nitratación: Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3²). Lo realizan bacterias del género Nitrobacter. 16
  17. 17. La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma asimilable por las plantas el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena.4.4 Desnitrificación La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3²), presente en el suelo o el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más abundante en la composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno. Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para obtener energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamada respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel de oxidante (aceptor de electrones) que en la respiración celular normal o aerobia corresponde al oxígeno (O2). El proceso se produce en condiciones anaerobias por bacterias que normalmente prefieren utilizar el oxígeno si está disponible. El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrógeno se encuentra sucesivamente bajo las siguientes formas: nitrato ĺ nitrito ĺ óxido nítrico ĺ óxido nitroso ĺ nitrógeno molecular Expresado como reacción redox: 2NO3- + 10e- + 12H+ ĺ N2 + 6H2O Como se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el nitrógeno vuelva a la atmósfera, la única manera de que no termine disuelto íntegramente en los mares, dejando sin nutrientes a la vida continental. Sin él la fijación de nitrógeno, abiótica y biótica, habría terminado por provocar la depleción (eliminación) del N2 atmosférico. La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración controlada de aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofización y reduce la potabilidad del agua, porque se reduce a nitrito por la flora intestinal, y éste es cancerígeno. 17
  18. 18. 5. CICLO DEL FÓSFORO Igual que los compuestos nitrogenados inorgánicos, los fosfatos son absolutamente necesarios para la vida de las plantas acuáticas (fosfonucleósidos, fosfolípidos, etc) que suelen utilizarlo en forma de pirofosfato para reconvertirlo en compuesto orgánico. Es un elemento limitante de la degradación de la materia orgánica por parte de bacterias y hongos los cuales, en condiciones normales, liberan fosfatos y lo reincorporan al ciclo de la materia. La capacidad de las bacterias para actuar sobre el fosfato tricálcico es muy importante ya que en el mar hay gran cantidad de fósforo en forma de (PO4)2Ca (huesos). La formación de derivados del amoníaco colabora a la solubilidad de estos fosfatos. Las bacterias que participan habitualmente en este ciclo pertenecen habitualmente, entre otros, a los géneros Pseudomonas, Aeromonas, Escherichia, Bacillus, etc. El intercambio de fosfatos entre el agua del mar y los sedimentos está directamente relacionado con la concentración de oxígeno. En ambiente aerobio, el fósforo precipita muy a menudo como fosfato de hierro o aluminio que pasa a fosfato ferroso cuando empieza a desaparecer el oxígeno. En anaerobiosis, se produce sulfhídrico y precipita el sulfuro de hierro. Esta reducción de los sulfatos relaciona directamente los ciclos de azufre y fósforo. De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para realizar sus funciones vitales. 18
  19. 19. La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, pero elpapel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN.Muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular estáncombinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para laformación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentratambién en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano. Esteelemento en la tabla periódica se denomina como P.El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidosnucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43- y quealmacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranascelulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidadesen las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animaleshasta el 1% de su masa puede ser fósforo.Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocasfosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos.Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales.Cuando éstos excretan, los descomponedores actúan volviendo a producirfosfatos.Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lotoman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usacomo abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; losrestos de las algas, peces y los esqueletos de los animales marinos dan lugar en elfondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos.De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas pararealizar sus funciones vitales. Los animales obtienen fósforo al alimentarse de lasplantas o de otros animales que hayan ingerido. En la descomposición bacterianade los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (H3PO4) quepueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfatoorgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantosacuíferos o a los océanos. El ciclo del fósforo difiere con respecto al del carbono,nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestosvolátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornara tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclajedel fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante lasaves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentariasmarinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de 19
  20. 20. la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico delos sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de años.La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos derocas marinas.El fósforo (P4) es un elemento esencial para los seres vivos, y los procesos de lafotosíntesis de las plantas, como otros procesos químicos de los seres vivos, no sepueden realizar sin ciertos compuestos en base a fósforo. Sin la intervención de¡fósforo no es posible que un ser vivo pueda sobrevivir. 5.1 Función El fósforo es un nutriente esencial para plantas y animales, en forma de iones PO4 y HPO4 2² Está presente en moléculas de DNA (aglutina los azúcares -desoxirribosa - que forman su estructura central), ATP y ADP, y en las membranas celulares de los lípidos (fosfolípidos). 5.2 Depósitos A diferencia del carbono, el nitrógeno y otros bioelementos esenciales, el fósforo no se presenta en estado gaseoso en condiciones de temperatura y presión normales. Su ciclo se realiza a través del agua (DOP y DIP), suelos y sedimentos (adsorción a superficies minerales) y tejidos orgánicos/material húmico. 20
  21. 21. 6. CICLO DEL AZUFRE El azufre (S) es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos. El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua. Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera. Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido sulfúrico (gas de olor a huevos en putrefacción) y el sulfuro de dimetilo (CH3SCH3) son los productos principales. Cuando estos últimos gases llegan a la atmósfera, son oxidados y se convierten en bióxido de azufre. 21
  22. 22. Un componente de la lluvia ácida, el más importante, es el ácido sulfúrico (H2SO4)que se forma debido a un exceso del elemento azufre también presente en elpetróleo. El azufre, durante la combustión, forma SO2 y SO3, que se combinan conlas moléculas de H2O: SO3+ H2O H2SO4El ciclo comprende varios tipos de reacciones redox desarrolladas pormicroorganismos: Ciertos tipos de bacterias son capaces de extraer el azufre de compuestos orgánicos (proceso de desulfuración) que rinde SO4= en condiciones aerobias y H2S en condiciones anaerobias. Bacterias anaerobias respiradoras de SO4= que producen la acumulación de H2S hasta alcanzar concentraciones tóxicas. Bacterias fotosintéticas anaerobias pueden usar el H2S como donador de electrones en sus procesos metabólicos dando lugar a depósitos de azufre elemental (Sº). Bacterias quimiolitotrofas que utilizan el H2S como fuente de energía para la producción de ATP.En muchos casos se producen asociaciones entre bacterias formadoras yconsumidores de H2S en un sistema balanceado. En todos los caos, el Sº es laforma no asimilable y sólo puede entrar en el ciclo por la acción de algunasbacterias que son capaces de oxidarlo a SO4=. 22
  23. 23. Drenaje ácido de las minas En minas de carbón en muchas ocasiones hay una contaminación con pirita (Fe2S) que se oxida rápidamente en contacto con el aire y por acción microbiana. La oxidación de estos sulfuros puede dar lugar a la producción de grandes cantidades de SO4H2 que acidifica el suelo impidiendo todo crecimiento posterior de plantas o de bacterias no acidófilas extremas. Este ácido puede alcanzar el agua de los ríos al escurrir de las pilas de carbón que están sufriendo el proceso. BIBLIOGRAFÍA http://www.sapadlr.gob.mx/portal/index.php?option=com_contentview=articlei d=45Itemid=55 http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_hidrol%C3%B3gico http://www.lenntech.es/ciclo-carbono.htm http://www2.epm.com.co/bibliotecaepm/biblioteca_virtual/ciclo_carbono.htm http://www.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/18/ec ologia/20070418klpcnaecl_43.Ees.SCO.png http://www.ciclodelcarbono.com/ http://www.cruciforme.org/esbin/ciclo-del-carbono.JPG http://www.ejemplode.com/38-quimica/599- ciclos_de_oxigeno,_nitrogeno_y_carbono.html http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclo_del_ox%C3%ADgeno http://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080630184735AALcSui http://cidta.usal.es/contamin_agua/www1/www1.ceit.es/asignaturas/ecologia/hipe rtexto/04Ecosis/133CicO.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa http://www.sagan-gea.org/hojared/Hoja7.htm 23
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