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Circulación de materia y energía
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1.- DEFINICIONES PREVIAS
Biosfera es el conjunto de todos los seres vivos que habitan la Tierra
Los eco...
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El ecosistema estudia las relaciones que mantienen entre sí los
seres vivos que componen la comunidad, ...
. Los diferentes
elementos químicos
pasan del suelo, el
agua o el aire a los
organismos y de
unos seres vivos a
otros, has...
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2.- RELACIONES TRÓFICAS
La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la
Tierra desde el S...
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- Quimiosintéticos: Utilizan la energía de reacciones de oxidación.
Son principalmente bacterias

Parte ...
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Además podemos encontrar ramificaciones en las
redes tróficas; ya que existen omnívoros : que se
alimen...
3.1 BIOMASA
Cantidad en masa de materia
orgánica viva o muerta de cualquier
nivel trófico o de un ecosistema por
unidad de...
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Se pueden considerar tres tipos de biomasa:

1.-BIOMASA PRIMARIA: La producida directamente por los
pro...
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3. 2 PRODUCCIÓN
incremento de biomasa por unidad de tiempo.
• nos da una idea del flujo de energía por u...
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Para la producción neta ( energía almacenada) se cumple la llamada
regla del 10% : La energía que pasa ...
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Los ecosistemas naturales de mayor producción son los arrecifes
de coral, los estuarios, las zonas cost...
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3.3 PRODUCTIVIDAD Y TASA DE RENOVACIÓN
Productividad es la relación entre la producción y la biomasa.
p...
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Por este motivo la biomasa que habitualmente es menor a medida
que subimos en los escalones de la pirám...
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cuando un ecosistema es estable y muy organizado, hay una gran
cantidad de biomasa y una gran biodivers...
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3.4 TIEMPO DE RENOVACIÓN
Es el tiempo que tarda un nivel trófico, o un ecosistema completo, en
renovar ...
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3.5 EFICIENCIA BIOLÓGICA
Mide el rendimiento energético de un nivel trófico o de un ecosistema
completo...
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CONSUMIDORES: Se suele usar la relación:
PN/alimento ingerido o Engorde/ alimento ingerido.
Las medidas...
RESUMEN
PARÁMETROS TRÓFICOS

BIOMASA

PRODUCCIÓN

Cantidad de Materia
Orgánica
Por nivel trófico o
en todo el ecosistema

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4.- PIRAMIDES TRÓFICAS
Son esquemas que se utilizan para representar cuantitativamente las
relaciones t...
4.1 PIRÁMIDES DE ENERGÍA

CIC JULIO SÁNCHEZ

Expresa el contenido energético que cada nivel trófico pone a
disposición del...
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4.2 PIRÁMIDES DE BIOMASA
Indican la biomasa acumulada en cada nivel trófico, expresada en:
peso seco de...
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Esto puede inducir a que en algunos momentos se observen
PIRÁMIDES INVERTIDAS debido a que los datos se...
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4.3.- PIRÁMIDES DE NÚMEROS
Expresan el nº concreto de
individuos de cada nivel
trófico por unidad de
su...
5.- BIOACUMULACION

CIC JULIO SÁNCHEZ

Se trata de un proceso de acumulación de sustancia tóxicas, por ejemplo
metales pes...
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6.- FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA
Ley de mínimo (Liebig): el crecimiento de una especie...
Si la concentración es la normal en la atmósfera la RuBisCo funciona
incorporando dióxido de carbono en la fotosíntesis y ...
En relación con esto se distinguen plantas de dos tipos:
C3 (trigo, patata, cebada, arroz, soja, tomate, judías, algodón, ...
Otros adaptaciones: para evitar los efectos perjudiciales de las
bajas temperaturas, las plantas adaptan sus ciclos vitale...
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b) Falta de nutrientes
El principal factor limitante de la producción primaria es el fósforo
debido a s...
c) Luz y la disposición de las unidades fotosintéticas
La luz incide sobre los sistemas de captación o fotosistemas. Por
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7.- CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
7.1 Ciclo del carbono
El carbono es elemento básico en la formación de molécu...
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cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2, se
consumen en los procesos de fotosíntesis, e...
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Este C volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las
rocas.
Los combustibles fósiles acumul...
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7.2 Ciclo del nitrógeno
Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas,
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En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales
acaba formándose ión amonio que es muy...
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Algunas intervenciones humanas en el ciclo del nitrógeno.
– Procesos de combus...
CIC JULIO SÁNCHEZ

7.3 Ciclo del fósforo
El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma
parte de los ácidos...
CIC JULIO SÁNCHEZ

Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por
organismos filtradores de plancton...
CIC JULIO SÁNCHEZ
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7.4 CICLO DEL AZUFRE
Mayoritariamente almacenado en la hidrosfera, en forma de sulfatos con
transferenci...
CIC JULIO SÁNCHEZ
De la hidrosfera a la atmósfera corre a cargo de las algas DMS
(dimetilsulfurosas) que transforman el di...
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La actividad
industrial del
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  1. 1. CIC JULIO SÁNCHEZ Circulación de materia y energía
  2. 2. CIC JULIO SÁNCHEZ 1.- DEFINICIONES PREVIAS Biosfera es el conjunto de todos los seres vivos que habitan la Tierra Los ecosistemas son sistemas complejos como el bosque, el río o el lago, formados por una trama de elementos físicos (el biotopo) y biológicos (la biocenosis o comunidad de organismos) Los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades. El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye, además de la comunidad, el ambiente no vivo, con todas las características de clima, temperatura, sustancias químicas presentes, condiciones geológicas, etc.
  3. 3. CIC JULIO SÁNCHEZ
  4. 4. CIC JULIO SÁNCHEZ El ecosistema estudia las relaciones que mantienen entre sí los seres vivos que componen la comunidad, pero también las relaciones con los factores no vivos. La ecosfera en su conjunto es el ecosistema mayor. Abarca todo el planeta y reúne a todos los seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. Todos necesitan una fuente de energía que, fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema, mantiene la vida y moviliza el agua, los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. La fuente primera y principal de energía es el sol. En todos los ecosistemas existe, además, un movimiento continuo de los materiales
  5. 5. . Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. CIC JULIO SÁNCHEZ En el ecosistema la materia se recicla -en un ciclo cerrado- y la energía pasa - fluye- generando organización en el sistema Desde el punto de vista termodinámico la ecosfera es un sistema cerrado ( intercambia energía pero no materia) Biomas son los diferentes ecosistemas que hay en la Tierra Los ecosistemas se estudian analizando las relaciones alimentarias, los ciclos de la materia y los flujos de energía.
  6. 6. CIC JULIO SÁNCHEZ 2.- RELACIONES TRÓFICAS La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica. Las redes de alimentación (reunión de todas las cadenas tróficas) comienzan en los productores que son los organismos autótrofos ( capaces de sintetizar materia orgánica). Se dividen en - Fotosintéticos: transforman la energía lumínica en energía química. Pertenecen a este grupo , algunas bacterias, cianobacterias, algas y plantas
  7. 7. CIC JULIO SÁNCHEZ - Quimiosintéticos: Utilizan la energía de reacciones de oxidación. Son principalmente bacterias Parte de la materia orgánica sintetizada es utilizada por los propios organismo fotosintéticos para el proceso de respiración; es decir la energía es utilizada en los procesos vitales y se transforma en calor. El resto de la materia orgánica se almacena y puede ser transferida al siguiente nivel trófico El siguiente nivel corresponde a los consumidores que son una serie de organismos heterótrofos que utilizan la materia orgánica tomada directa o indirectamente de los autótrofos. Podemos distinguir: consumidores primarios: se alimentan de los productores ( herbívoros); consumidores secundarios se alimentan de los primarios ( carnívoros) y consumidores terciarios que se alimentan de los secundarios (carnívoros finales)
  8. 8. CIC JULIO SÁNCHEZ Además podemos encontrar ramificaciones en las redes tróficas; ya que existen omnívoros : que se alimentan de más de un nivel; carroñeros o necrófagos que se alimentan de cadáveres y los saprófitos o detritívoros que consumen todo tipo de restos orgánicos ( ramas, hojas, heces...) Finalmente el último nivel de la cadena trófica corresponde a los descomponedores que transforman la materia orgánica en inorgánica para completar el ciclo de materia. Encontramos bacterias y hongos 3.- PARAMETROS TRÓFICOS Son indicadores de la rentabilidad de un nivel trófico concreto o de todo el ecosistema
  9. 9. 3.1 BIOMASA Cantidad en masa de materia orgánica viva o muerta de cualquier nivel trófico o de un ecosistema por unidad de área o volumen Indica la manera que tiene la biosfera de almacenar energía CIC JULIO SÁNCHEZ unidades: gramos de peso fresco o seco, gramos de carbono, calorías (1g=4Kcal). Se suele referir a una superficie concreta (g/m2; g/ha; etc) En la Geosfera la biomasa vegetal es más abundante que la animal, y entre los diferentes puntos varía mucho. En la Hidrosfera la biomasa vegetal es menor que la animal
  10. 10. CIC JULIO SÁNCHEZ Se pueden considerar tres tipos de biomasa: 1.-BIOMASA PRIMARIA: La producida directamente por los productores. 2.-BIOMASA SECUNDARIA: La producida por consumidores y descomponedores. 3.-BIOMASA RESIDUAL: La producida como resultado de la acción antrópica., tanto de origen primario ( serrín, paja, alpechín) o secundario ( estiércol, residuos alimenticios...)
  11. 11. CIC JULIO SÁNCHEZ 3. 2 PRODUCCIÓN incremento de biomasa por unidad de tiempo. • nos da una idea del flujo de energía por unidad de superficie y de tiempo. • también de la biomasa consumible por un nivel trófico superior sin poner en peligro la estabilidad del ecosistema. • unidades: las de biomasa referidas a tiempo (g/m2/dia, Kcal /ha/año, Se llama producción primaria a la energía fijada por por los organismos autótrofos y producción secundaria a la correspondiente al resto de los niveles tróficos Producción bruta (Pb) ; es la energía total fijada Producción neta (Pn) : energía almacenada. Se obtiene de: Pn= Pb - R , siendo R lo que se gasta en la respiración
  12. 12. CIC JULIO SÁNCHEZ Para la producción neta ( energía almacenada) se cumple la llamada regla del 10% : La energía que pasa de un eslabón a otro en una cadena trófica es aproximadamente el 10 % de la acumulada en él Esta regla explica el número tan reducido de eslabones en una cadena trófica
  13. 13. CIC JULIO SÁNCHEZ Los ecosistemas naturales de mayor producción son los arrecifes de coral, los estuarios, las zonas costeras, los bosques ecuatoriales y las zonas húmedas de los continentes. Los menos productivos son los desiertos y las zonas centrales de los océanos.
  14. 14. CIC JULIO SÁNCHEZ 3.3 PRODUCTIVIDAD Y TASA DE RENOVACIÓN Productividad es la relación entre la producción y la biomasa. p=P/B La productividad bruta será pB = PB / B La tasa de renovación ( turnover) es la productividad neta pN = r = PN / B La tasa de renovación varía entre 0 y 1, e indica la producción de nueva biomasa en cada nivel trófico en relación con la existente. La tasa de renovación es en muchos casos un parámetro mucho mejor que la producción neta para valorar el flujo de energía de un ecosistema. El plancton por ejemplo tiene una producción menor que los vegetales terrestres, sin embargo tienen una mayor productividad por que su tasa de reproducción es muy alta y se renuevan muy rápidamente.
  15. 15. CIC JULIO SÁNCHEZ Por este motivo la biomasa que habitualmente es menor a medida que subimos en los escalones de la pirámide trófica, en este caso es al revés y la biomasa es mayor en los herbívoros que en los productores Cuando se empieza a colonizar un territorio la productividad es muy alta, a medida que el territorio se va colonizando y se alcanza la estabilidad la biomasa alcanza un valor máximo y la productividad es mínima. . •En un cultivo agrícola la tasa de renovación sería próxima a 1. •En un pastizal sería entre 0 y 1. •En un bosque maduro sería cercana al 0. •Un pastizal tiene una estructura muy simple, el tiempo de permanencia de la biomasa es breve y su productividad es alta
  16. 16. CIC JULIO SÁNCHEZ cuando un ecosistema es estable y muy organizado, hay una gran cantidad de biomasa y una gran biodiversidad, pero su productividad es baja y disminuye el flujo de energía: entra mucha energía pero se gasta porque hay una gran cantidad de biomasa. La selva tropical tiene una producción muy alta pero una productividad cercana al 0 En las explotaciones agrícolas, el ser humano extrae del ecosistema una gran parte o la totalidad de la biomasa al final de la temporada. Esto disminuye los gastos por respiración y un aumento de la productividad. Sin embargo debe reponerse al suelo la materia extraída.
  17. 17. CIC JULIO SÁNCHEZ 3.4 TIEMPO DE RENOVACIÓN Es el tiempo que tarda un nivel trófico, o un ecosistema completo, en renovar su biomasa. tr = B / PN Es una medida del tiempo de permanencia de los elementos químicos dentro de las estructuras biológicas del ecosistema. Los productores pueden presentas dos estrategias en relación a su tr: 1.Especies rápidas. Son pequeños, de estructura y morfología simple, y con una tasa de reproducción alta. Fitoplancton 2.Especies lentas. Son de gran tamaño, estructura y morfología compleja, y una tasa de reproducción muy baja. Bosques de encinas. En los ecosistemas suelen estar presentes ambos tipos para asegurar un aporte energético suficiente al ecosistema. En un lago suele haber fitoplancton y algas más lentas. En un encinar hay también un estrato herbáceo
  18. 18. CIC JULIO SÁNCHEZ 3.5 EFICIENCIA BIOLÓGICA Mide el rendimiento energético de un nivel trófico o de un ecosistema completo, es decir, la capacidad de incorporar materia orgánica a sus tejidos. Nos indica cuanta energía entra, se pierde o se acumula en cada nivel trófico o en un ecosistema completo. Se calcula mediante entradas y salidas: PRODUCTORES: Se puede medir la PPB mediante: energía asimilada/ energía solar incidente Los valores son muy bajos entre el 1 y 3 %. También se puede medir la relación PN/PB. Así se calculan las pérdidas por respiración, excreción,... En el fitoplancton supone del 10 al 40 %. En vegetales terrestres el 50%
  19. 19. CIC JULIO SÁNCHEZ CONSUMIDORES: Se suele usar la relación: PN/alimento ingerido o Engorde/ alimento ingerido. Las medidas de eficiencia son interesantes para valorar los ecosistemas explotados por el ser humano, siempre que se contabilicen correctamente las entradas y salidas del sistema, especialmente los INSUMOS: costes de: combustibles de las máquinas, gastos en semillas especiales, administración, vacunación. La eficiencia puede mejorarse en la producción de alimentos acortando las cadenas tróficas. Así se aprovecha más energía que entra en el ecosistemas y se puede alimentar a mayor cantidad de individuos.
  20. 20. RESUMEN PARÁMETROS TRÓFICOS BIOMASA PRODUCCIÓN Cantidad de Materia Orgánica Por nivel trófico o en todo el ecosistema PRODUCTIVIDAD Tasa de renovación Energía por cada nivel trófico SECUNDARIA Niveles consumidores La cantidad de energía almacenada por unidad de tiempo en un eslabón o ecosistema en relación con la materia orgánica total PRIMARIA Nivel de productores Pn / B g C/m2 . día Kcal/ha . año g C/cm2 kg C/m2 tm C/ha P. BRUTA TIEMPO DE RENOVACIÓN Es el tiempo que tarda en renovarse un nivel trófico o un ecosistema B / Pn P. NETA Pn/Pn del nivel anterior . 100 Energía fijada por unidad de tiempo Energía almacenada por unidad de tiempo Pn = Pb - R Pn/Pb . 100 EFICIENCIA Se puede medir en días, años, ... El porcentaje de energía que es transferida desde un nivel trófico al siguiente Es la parte de la producción neta de un determinado nivel trófico que se convierte en Pn del nivel siguiente Mide la cantidad de energía incorporada a un nivel trófico respecto del total asimilado
  21. 21. CIC JULIO SÁNCHEZ 4.- PIRAMIDES TRÓFICAS Son esquemas que se utilizan para representar cuantitativamente las relaciones tróficas entre los distintos niveles de un ecosistema. Se utilizan barras superpuestas que suelen tener una altura constante y una longitud proporcional al parámetro elegido, de manera que el área representada es proporcional al valor del parámetro que se mide. El nivel DESCOMPONEDORES no se suele representar, ya que es difícil de cuantificar. Se suelen usar tres tipos de pirámides: 1.Pirámides de energía, 2.Pirámides de biomasa 3.Pirámides de números.
  22. 22. 4.1 PIRÁMIDES DE ENERGÍA CIC JULIO SÁNCHEZ Expresa el contenido energético que cada nivel trófico pone a disposición del nivel superior, es decir la producción neta de cada nivel. También se llaman PIRÁMIDES DE PRODUCCIÓN. Las unidades se suelen expresar en: Energía (Kcal o Kjul) / unidad de superficie. Unidad de Tiempo Siempre tendrá forma decreciente hacia arriba por la Ley del 10% Proporciona información sobre el FLUJO ENERGÉTICO
  23. 23. CIC JULIO SÁNCHEZ 4.2 PIRÁMIDES DE BIOMASA Indican la biomasa acumulada en cada nivel trófico, expresada en: peso seco de materia orgánica / unidad de superficie o volumen o su equivalente en: energía/ unidad de superficie o volumen. Estas pirámides se refieren a periodos de tiempo corto por lo que no informan sobre la cantidad de materia producida a lo largo del tiempo o de su velocidad de producción
  24. 24. CIC JULIO SÁNCHEZ Esto puede inducir a que en algunos momentos se observen PIRÁMIDES INVERTIDAS debido a que los datos se toman en un momento determinado, por ejemplo cuando los datos se toman en el momento de mayor consumo por parte de los herbívoros, como en algunos ecosistemas marinos. Proporciona información sobre LA CANTIDAD DE MATERIA ORGÁNICA PRESENTE EN CADA NIVEL TRÓFICO y sobre LA COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA
  25. 25. CIC JULIO SÁNCHEZ 4.3.- PIRÁMIDES DE NÚMEROS Expresan el nº concreto de individuos de cada nivel trófico por unidad de superficie o volumen. La información que proporcionan NO ES UTIL SI SE QUIEREN COMPARAR DOS ECOSISTEMAS ya que considera igual a organismos muy diferentes. ( saltamontes y vacas). En el caso de que incluyan parásitos puede dar una forma INVERTIDA.
  26. 26. 5.- BIOACUMULACION CIC JULIO SÁNCHEZ Se trata de un proceso de acumulación de sustancia tóxicas, por ejemplo metales pesados (mercurio o plomo) o de compuestos orgánicos sintéticos, en organismos vivos, en concentraciones cada vez mayores y superiores a las registradas en el medio ambiente. Las sustancias ingeridas no pueden ser descompuestas ni excretadas. Se mide mediante el factor de bioconcentración: la relación existente entre las concentraciones del organismo y el agua o el aire circundante.
  27. 27. CIC JULIO SÁNCHEZ 6.- FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA Ley de mínimo (Liebig): el crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un único elemento que se encuentra en cantidad inferior a la mínima necesaria y que actúa como factor limitante. • Si todos los factores y elementos están en cantidades necesarias, excepto uno de ellos, este último que escasea se denomina factor limitante. Los principales factores limitantes son: a) Temperatura y humedad La eficiencia fotosintética aumenta al hacerlo ambos parámetros pero si la temperatura aumenta mucho la producción primaria decrece mucho debido a la desnaturalización de las enzimas fotosintéticas (rubisco). Esta enzima se ve condicionada también por las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono.
  28. 28. Si la concentración es la normal en la atmósfera la RuBisCo funciona incorporando dióxido de carbono en la fotosíntesis y produciendo materia orgánica al tiempo que se desprende oxígeno. o Si la concentración de oxígeno supera el 21 % y la de dióxido desciende por debajo de 0,03 %, se ralentiza la fotosíntesis y se produce fotorrespiración, proceso inverso a la fotosíntesis y que ocurre a la vez y en presencia de luz. Con ello disminuye la eficiencia fotosintética bajando de un 30 a un 50 % la producción de materia orgánica.
  29. 29. En relación con esto se distinguen plantas de dos tipos: C3 (trigo, patata, cebada, arroz, soja, tomate, judías, algodón, etc.) Pierden mucha agua por los estomas. En condiciones de sequía cierran los estomas para evitar la pérdida de agua lo que hace que se concentre más oxígeno producto de la fotosíntesis. Esto hace que comience la fotorrespiración y disminuya la eficiencia. C4 (maíz, caña de azúcar, sorgo, mijo, cactus, etc.) Aunque tengan muy poco dióxido de carbono cuentan con un sistema de bombeo incorporándolo desde la atmósfera y acumulándolo en el interior de las hojas. Las cactáceas lo acumulan durante la noche fijándolo en una molécula de cuatro carbonos (mecanismo CAM de las crasuláceas) de la que lo liberan para realizar la fotosíntesis durante el día.
  30. 30. Otros adaptaciones: para evitar los efectos perjudiciales de las bajas temperaturas, las plantas adaptan sus ciclos vitales a las épocas favorables del año desarrollando ciclos anuales (hierbas anuales); estructuras hibernantes subterráneas (bulbos, tubérculos, rizomas); y un fotoperiodo (máximo desarrollo de flores y hojas) que alterna con un época de latencia o mínima actividad metabólica.
  31. 31. CIC JULIO SÁNCHEZ b) Falta de nutrientes El principal factor limitante de la producción primaria es el fósforo debido a su escasa presencia y dificultan en su obtención En segundo lugar está el nitrógeno que sólo algunos microorganismos logran fijarlo desde la atmósfera Se necesitan los organismos descomponedores que cierran los ciclos de la materia y restituyen estos elementos al medio. Normalmente la dificultad estriba en la distancia entre productores y descomponedores, sobre todo en los ecosistemas acuáticos, por lo que hay ciertas circunstancias que hacen que la productividad aumente (energía externa): Zonas de afloramiento, donde el agua profunda asciende y trae nutrientes que fertilizan el plancton. La energía externa es el viento. Plataformas costeras, donde las olas movilizan los sedimentos y los nutrientes aportados por los ríos. En ecosistemas terrestres producción y descomposición se superponen y se requiere menos gasto de energía
  32. 32. c) Luz y la disposición de las unidades fotosintéticas La luz incide sobre los sistemas de captación o fotosistemas. Por ello al aumentar la intensidad lumínica se produce un incremento de la fotosíntesis hasta alcanzar un nivel determinado en el que se produce la saturación de los fotosistemas. Por ello las plantas son más eficientes con pequeñas intensidades de luz ( atardecer o amanecer)
  33. 33. CIC JULIO SÁNCHEZ 7.- CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 7.1 Ciclo del carbono El carbono es elemento básico en la formación de moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí. La reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, es la atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y
  34. 34. CIC JULIO SÁNCHEZ cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2, se consumen en los procesos de fotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años. La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración los seres vivos oxidan los alimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración la hacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animales más visibles. Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muy superior a la de otros gases, como el O2 o el N2, porque reacciona con el agua formando ácido carbónico. En los ecosistemas marinos algunos organismos convierten parte del CO2 que toman en CaCO3 que necesitan para formar sus conchas, caparazones o masas rocosas en el caso de los arrecifes. Cuando estos organismos mueren sus caparazones se depositan en el fondo formando rocas
  35. 35. CIC JULIO SÁNCHEZ Este C volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las rocas. Los combustibles fósiles acumulados en el suelo son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la atmósfera del que se tomaba.
  36. 36. CIC JULIO SÁNCHEZ
  37. 37. CIC JULIO SÁNCHEZ
  38. 38. CIC JULIO SÁNCHEZ 7.2 Ciclo del nitrógeno Los organismos emplean el nitrógeno en la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) 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 (exceptuando algunas bacterias). Esas bacterias y algas cianofíceas que pueden usar el N2 del aire juegan un papel muy importante en el ciclo de este elemento al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el N2 en otras formas químicas (nitratos y amonio) asimilables por las plantas. 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
  39. 39. CIC JULIO SÁNCHEZ En el metabolismo de los compuestos nitrogenados en los animales acaba formándose ión amonio que es muy tóxico y debe ser eliminado. Estos compuestos van a la tierra o al agua de donde pueden tomarlos de nuevo las plantas o ser usados por algunas bacterias. Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas (alfalfa, alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos. Donde existe un exceso de materia orgánica en el mantillo, en condiciones anaerobias, 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. A pesar de este ciclo, el N suele ser uno de los elementos que escasean y que es factor limitante de la productividad de muchos ecosistemas.
  40. 40. CIC JULIO SÁNCHEZ
  41. 41. CIC JULIO SÁNCHEZ             Algunas intervenciones humanas en el ciclo del nitrógeno. – Procesos de combustión a altas temperaturas. Combustión de motores. Lluvia ácida. – Fijación industrial del nitrógeno atmosférico para convertirlo en amoniaco y fertilizantes. – Abonado excesivo de los cultivos, liberando N2O a la atmósfera, lo que incrementa el efecto invernadero y una disminución de la fertilidad del suelo porque se produce escasez de nutrientes esenciales. – El nitrato es uno de los contaminantes más frecuentes en las aguas subterráneas debido al abonado excesivo, a las fugas de fosas sépticas y a los lixiviados que proceden de estercoleros
  42. 42. CIC JULIO SÁNCHEZ 7.3 Ciclo del fósforo El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43- y que almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranas celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animales hasta el 1% de su masa puede ser fósforo. Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre. Por meteorización de las rocas o sacado por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Con facilidad es arrastrado por las aguas y llega al mar. Parte del que es arrastrado sedimenta al fondo del mar y forma rocas que tardarán millones de años en volver a emerger y liberar de nuevo las sales de fósforo. .
  43. 43. CIC JULIO SÁNCHEZ Otra parte es absorbido por el plancton que, a su vez, es comido por organismos filtradores de plancton, como algunas especies de peces. Cuando estos peces son comidos por aves que tienen sus nidos en tierra, devuelven parte del fósforo en las heces (guano) a tierra. Es el principal factor limitante en los ecosistemas acuáticos y en los lugares en los que las corrientes marinas suben del fondo, arrastrando fósforo del que se ha ido sedimentando, el plancton prolifera en la superficie
  44. 44. CIC JULIO SÁNCHEZ
  45. 45. CIC JULIO SÁNCHEZ 7.4 CICLO DEL AZUFRE Mayoritariamente almacenado en la hidrosfera, en forma de sulfatos con transferencia muy lenta entre hidrosfera y litosfera. En la litosfera forma los yesos, abundantes en los suelos y fácilmente lavados hacia los medios acuáticos. En la biosfera forma parte de ciertos aminoácidos como cisteína, metionina. Las bacterias, hongos y plantas toman sulfatos los transforman en sulfitos, en sulfuros y de aquí los incorporan en sus reacciones de biosíntesis para transferirlos a otros niveles tróficos. Con la muerte los sulfuros se liberan a la atmósfera. En la hidrosfera en anaerobiosis, por bacterias sulfatorreductoras, en zona profundas los sulfatos se combinan con hierro (pirita) o con arcillas, pudiendo volver a la superficie en erupciones volcánicas o por combustión En superficie, con oxígeno, el sulfhídrico se combina con oxígeno para formar sulfatos mediante reacciones de fotosíntesis o quimiosíntesis dependiendo de si es en presencia de luz o no. .
  46. 46. CIC JULIO SÁNCHEZ De la hidrosfera a la atmósfera corre a cargo de las algas DMS (dimetilsulfurosas) que transforman el dimetilsulfuro en sulfatos o SOx que al combinarse con el agua formará ácido sulfúrico y lluvia ácida. Estos SOx son también liberados por combustión
  47. 47. CIC JULIO SÁNCHEZ La actividad industrial del hombre esta provocando exceso de emisiones de gases sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida.
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