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Ciclos biogeoquímicos  y ecosistemas
 

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    Ciclos biogeoquímicos  y ecosistemas Ciclos biogeoquímicos y ecosistemas Document Transcript

    • CICLOS BIOGEOQUÍMICOS<br />Son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos, y luego a la inversa. <br />Ciclo del carbono <br />El ciclo básico comienza cuando las plantas, a través de la fotosíntesis, hacen uso del dióxido de carbono (CO2) presente en la atmósfera o disuelto en el agua. El carbono (del CO2) pasa a formar parte de los tejidos vegetales en forma de hidratos de carbono, grasas y proteínas, y el oxígeno es devuelto a la atmósfera o al agua mediante la respiración. Así, el carbono pasa a los herbívoros que comen las plantas y de ese modo utilizan, reorganizan y degradan los compuestos de carbono.<br />Gran parte de éste carbono es liberado, pero parte se almacena en los tejidos animales y pasa a los carnívoros, que se alimentan de los herbívoros.<br />En última instancia, todos los compuestos del carbono se degrada por descomposición, y el carbono que es liberado en forma de CO2, es utilizado de nuevo por las plantas.<br />Ciclo del nitrógeno<br />Etapas: <br />Fijación del Nitrógeno<br />Consiste en la conversión del nitrógeno gaseoso (N2) en amoníaco (NH3), forma utilizable para los organismos. En esta etapa intervienen bacterias (que actúan en ausencia de oxígeno), presentes en el suelo y en ambientes acuáticos, que emplean la enzima nitrogenasa para romper el nitrógeno molecular y combinarlo con hidrógeno.<br />Nitrificación<br />Proceso de oxidación del amoníaco o ion amonio, realizado por dos tipos de bacterias: Nitrosomonas y Nitrobacter (comunes del suelo). Este proceso genera energía que es liberada y utilizada por estas bacterias como fuente de energía primaria. <br />Asimilación<br />Las raíces de las plantas absorben el amoníaco (NH3) o el nitrato (NO3-), e incorporan el nitrógeno en proteínas, ácidos nucleicos y clorofila. Cuando los animales se alimentan de vegetales consumen compuestos nitrogenados vegetales y los transforman en compuestos nitrogenados animales.<br />Amonificación<br />Consiste en la conversión de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco, se inicia cuando los organismos producen desechos como urea (orina) y ácido úrico (excreta de las aves), sustancias que son degradadas para liberar como amoníaco el nitrógeno en el ambiente abiótico. El amoníaco queda disponible para los procesos de nitrificación y asimilación. El nitrógeno presente en el suelo es el resultado de la descomposición de materiales orgánicos y se encuentra en forma de compuestos orgánicos complejos, como proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos y nucleótidos, que son degradados a compuestos simples por microorganismos - bacterias y hongos - que se encuentran en el suelo. Estos microorganismos usan las proteínas y los aminoácidos para producir sus propias proteínas y liberan el exceso de nitrógeno en forma de amoníaco (NH3) o ion amonio (NH4+).<br />Desnitrificación<br />Es el proceso que realizan algunas bacterias ante la ausencia de oxígeno, degradan nitratos (NO3-) liberando nitrógeno (N2) a la atmósfera a fin de utilizar el oxígeno para su propia respiración. Ocurre en suelos mal drenados. A pesar de las pérdidas de nitrógeno, el ciclo se mantiene gracias a la actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno, capaces de incorporar el nitrógeno gaseoso del aire a compuestos orgánicos nitrogenados.<br />Ciclo del aguaEl ciclo del agua (o ciclo hidrológico) es la circulación del agua de la tierra: el agua fresca de los lagos y ríos, los mares y océanos salados y la atmósfera. Comprende el proceso que recoge, purifica y distribuye el suministro fijo del agua en la superficie terrestre, abarcando algunos pasos importantes:<br />A través de la evaporación el agua que está sobre la tierra y en los océanos se convierte en vapor de agua.<br />A través de la condensación el vapor de agua se convierte en gotas del líquido, las cuales forman las nubes o la niebla.<br />En el proceso de precipitación el agua regresa a la Tierra bajo la forma de rocío, de lluvia, granizo o nieve.<br />A través de la transpiración el agua es absorbida por las raíces de las plantas, pasa a través de los tallos y de otras estructuras y es liberada a través de sus hojas como vapor de agua.<br />Ciclo del Oxígeno <br />El oxígeno molecular (O2) representa el 20% de la atmósfera terrestre. Esto abastece las necesidades de todos los organismos terrestres respiradores y cuando se disuelve en el agua, las necesidades de los organismos acuáticos.<br />En el proceso de la respiración, el oxígeno actúa como aceptor final para los electrones retirados de los átomos de carbono de los alimentos. El producto es agua. El ciclo se completa en la fotosíntesis cuando se captura la energía de la luz para alejar los electrones respecto de los átomos de oxígeno de las moléculas de agua. Los electrones reducen los átomos de carbono (de bióxido de carbono) a carbohidratos. Al final se produce oxígeno molecular y así el ciclo se completa.<br />Ciclo del Fósforo<br />Aunque la proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, el papel que desempeña es absolutamente indispensable. Los ácidos nucléicos, sustancias que almacenan y traducen el código genético, son ricos en fósforo. Muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, que a su vez desempeña el papel de intercambiador de la energía, tanto en la fotosíntesis como en la respiración celular.<br />El fósforo, al igual que el nitrógeno y el azufre, participa en un ciclo interno, como también en un ciclo global, geológico. En el ciclo menor, la materia orgánica que contiene fósforo (por ejemplo: restos de vegetales, excrementos animales) es descompuesta y el fósforo queda disponible para ser absorbido por las raíces de la planta, en donde se unirá a compuestos orgánicos. Después de atravesar las cadenas alimentarias, vuelve otra vez a los descomponedores, con lo cual se cierra el ciclo. Hay algunos vacíos entre el ciclo interno y el ciclo externo. El agua lava el fósforo no solamente de las rocas que contienen fosfato sino también del suelo. Parte de este fósforo es<br />interceptado por los organismos acuáticos, pero finalmente sale hacia el mar.<br />Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres.<br />1. Mediante las aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos.<br />2. El levantamiento geológico lento de los sedimentos del océano para formar tierra firme, un proceso medido en millones de años.<br />Ciclo del Azufre<br />El azufre forma parte de proteínas. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4 -2). Estos organismos lo incorporan a las moléculas de proteína, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior. Al morir los organismos, el azufre derivado de sus proteínas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato. Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de bióxido de azufre SO2, se realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos, en donde el azufre se encuentra almacenado.<br />El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de vapor seco. El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a cabo en ambos casos. Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2."El elemento es denominado como de suma importancia en la vida de los seres vivos."<br />TIPOS DE ECOSISTEMAS<br />Ecosistema Natural<br />El ecosistema natural incluye como elementos el medio físico-químico abiótico (el escenario físico de la vida) y el conjunto biótico (la comunidad de organismos: plantas, animales y microorganismos).<br />Podríamos definir el ecosistema natural como un sistema funcional de relaciones entre los seres vivos y su medio abiótico, que implica una corriente de energía y unos ciclos de la materia que atraviesan una cadena trófica (o de alimentación).<br />Ecosistemas terrestres <br />Son todos aquellos ecosistemas que se desarrollan sobre y en la corteza terrestre, en tierra seca.<br />Bosque: es un área con una alta densidad de árboles. Estas comunidades de plantas cubren grandes áreas del globo terráqueo y funcionan como hábitats animales, moduladores de flujos hidrológicos y conservadores del suelo, constituyendo uno de los aspectos más importantes de la biosfera de la Tierra. <br />Desierto: se define como desierto la superficie terrestre total o casi totalmente deshabitada en la cual las precipitaciones casi nunca superan los 250 milímetros al año y el terreno es árido.<br />Pradera: es un bioma cuya vegetación predominante consiste en hierbas y matorrales. El clima es templado, entre semiárido y húmedo; hay una estación cálida y, generalmente, otra estación fría en invierno.<br />Ecosistemas acuáticos son todos aquellos ecosistemas que tienen por biotopo algún cuerpo de agua, como pueden ser: mares, océanos, ríos, lagos, pantanos y demás fuentes. Los dos tipos más destacados son: los ecosistemas marinos y los ecosistemas de agua dulce.<br />Humedal: <br />Es una zona de tierras, generalmente planas, en la que la superficie se inunda permanente o intermitentemente, al cubrirse regularmente de agua, el suelo se satura, quedando desprovisto de oxígeno y dando lugar a un ecosistema híbrido entre los puramente acuáticos y los terrestres.<br />La categoría biológica de humedal comprende zonas de propiedades geológicas diversas: bañados, ciénagas, esteros, marismas, pantanos, turberas, así como las zonas de costa marítima que presentan abnegación periódica por el régimen de mareas (manglares).<br />Funciones de un humedal<br />Carga y descarga de acuíferos: filtración del agua hacia aguas subterráneas.<br />Control de las inundaciones: almacena agua y disminuye la fuerza destructiva de los ríos.<br />Estabilización de la línea costera y control de la erosión: su vegetación sirve de barrera preventiva ante la erosión y la inundación.<br />Transporte por agua: ejemplo ferry del Río Tempisque.<br />Beneficios de los humedales<br />Recursos forestales: bienes maderables.<br />Recursos de vida silvestre: conservación de fauna y flora asociada a los mismos.<br />Recursos de pastoreo: genera alimento para el ganado.<br />Recursos agrícolas: lugar propicio para ciertas siembras como las de arroz.<br />Fuentes de energía: ejemplo es el embalse del Arenal.<br />Arrecifes de coral: <br />Son estructuras sólidas del relieve del fondo marino formadas predominantemente por el desarrollo acumulado de corales pétreos. <br />Amenazas para un arrecife coralino<br />Huracanes y tormentas.<br />Contaminación por sedimentos y basura.<br />Embarcaciones a altas velocidades.<br />Pesca indebida.<br />Importancia de los arrecifes coralinos<br />Belleza escénica y atracción turística.<br />Base de la producción pesquera mundial.<br />Probables beneficios medicinales.<br />Pastos marinos: <br />Son plantas florecientes que han evolucionado para vivir en el agua marina. Muchas tienen largos cordones como hojas y otras parecen pasto.<br />Amenazas para el pasto marino<br />Contaminantes industriales.<br />Aguas negras vertidas al mar.<br />Construcciones costeras.<br />Importancia de los pastos marinos<br />Pesca.<br />Alimentación para especies marinas (peces, tortugas, manatí).<br />Ecosistema Artificial<br />Nacen debido a la influencia cada vez mayor de las actividades humanas sobre los ecosistemas naturales, hasta transformarlos radicalmente.<br />El hombre ha ido creando una serie de espacios tan humanizados que ya no cabe describirlos ni siquiera como ecosistemas naturales modificados. Estos espacios son las ciudades, las zonas industriales y sus interconexiones (que ocupan más del 3% de la superficie seca del Planeta).<br />De hecho, parte de las explotaciones agrícolas modernas habría que calificarlas también de ecosistemas artificiales, pues comparten con estos su principal característica (su carácter insostenible a largo plazo).<br />Ejemplos:<br />Ecosistemas agrícolas<br />Asentamientos urbanos<br />Embalses o represas.<br />Ecosistemas piscícolas.<br />