Transformación de la materia y energía Los Seres vivos

AZUFRE

• CICLOS BIOGEOQUIMICOS • Los ciclos biogeoquímicos pueden dividirse en

dos tipos básicos:

• a) Ciclos de nutrientes gaseosos y • b) Ciclos de nutrientes sedimentarios.

• EN LOS CICLOS GASEOSOS

• El depósito donde se colecta el nutriente corresponde a la atmósfera.

• Existe poca (o ninguna) pérdida del elemento nutriente durante el relativamente rápido proceso de recirculación.

• Durante una fase importante del ciclo gaseoso relativamente

"cerrado", el elemento se distribuye ampliamente en la atmósfera, la cual sirve como depósito principal del nutriente.

• Los ciclos típicos de nutrientes gaseosos incluyen al ciclo del carbono, al del oxígeno y al ciclo del nitrógeno.

• EN LOS CICLOS SEDIMENTARIOS

• El depósito de nutrientes son rocas sedimentarias.

• Son más lentos y tienden a ejercer una influencia limitante sobre los organismos vivos.

• Las rocas sedimentarias constituyen el depósito principal.

• Los nutrientes que intervienen ejercerán una influencia más limitada que los elementos de los ciclos de nutrientes gaseosos.

• Es más probable que se presenten deficiencias significativas entre los nutrientes sedimentarios que entre los nutrientes gaseosos.

• Los ciclos sedimentarios típicos, incluyen al ciclo del fósforo y al del azufre.

CICLO DEL CARBONO

El carbono se combina con el oxígeno para formar monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), también forma sales como el carbonato de sodio (Na2CO3), carbonato cálcico (en rocas carbonatadas, como calizas y estructuras de corales).

Un 18% de la materia orgánica viva está constituida por carbono.

El carbono es un elemento esencial para los seres vivientes.

Es el elemento básico de los compuestos orgánicos como proteínas, carbohidratos o azúcares, grasa y ácidos nucleicos.

El carbono es la base de todos los elementos orgánicos que son los que forman a los seres vivos.

También se le encuentra en la atmósfera en forma de dióxido de carbono que se produce como resultado de la respiración, la putrefacción, la combustión de la materia orgánica y de los combustibles fósiles, así como en forma de carbonatos de las conchas de animales marinos.

La fotosíntesis se realiza en plantas tanto en el medio terrestre como en el acuático.

Los organismos productores (vegetales terrestres o acuáticos) absorben el dióxido de carbono ya sea disuelto en el aire o en el agua, durante el proceso de la fotosíntesis para transformarlo en compuestos orgánicos, como la glucosa.

Los consumidores (animales) se alimentan de esos vegetales. Así el carbono pasa a ellos colaborando en la formación de materia orgánica.

Los organismos de respiración aeróbica (los que utilizan oxígeno) aprovechan la glucosa durante ese proceso y al degradarla, es decir, cuando es utilizada en su metabolismo, el carbono que la forma se libera para convertirse nuevamente en dióxido de carbono que regresa a la atmósfera o al agua.

Una parte del dióxido de carbono disuelto en las aguas marinas, ayuda a algunos organismos a formar estructuras como las conchas de los caracoles marinos. Al morir éstos, los restos de su estructura se depositan en el fondo marino. Al cabo del tiempo, el carbono se disolverá en el agua y podrá ser utilizado durante su ciclo nuevamente.

Durante las erupciones volcánicas se libera parte del carbono constituyente de las rocas de la corteza terrestre.

En niveles profundos de la Tierra el carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles, como el petróleo. Este importante compuesto se ha originado de los restos de organismos que vivieron hace miles de años.

Los desechos de las plantas y animales así como los restos de organismos se descomponen por la acción de ciertos hongos y bacterias, durante este proceso de putrefacción se desprende CO2.

El ciclo del carbono queda completado gracias a los organismos descomponedores, los cuales llevan a cabo el proceso de mineralizar y descomponer los restos orgánicos, cadáveres, excrementos, etc.

El ciclo del carbono queda completado gracias a los organismos

descomponedores.

El papel de los organismos descomponedores

Además de la actividad que llevan a cabo los reino vegetal y animal en el ciclo del carbono, también entra dentro de éste el carbono liberado mediante la putrefacción y la combustión.

Actualmente, la combustión de los combustibles fósiles a la vez que se destruyen bosques más rápidamente que los que se regeneran, provoca que se incremente el dióxido de carbono emitido a la atmósfera; el resultado es el conocido efecto invernadero, que esta alterando el clima mundial.

AUMENTO EL CO2 EN LA ATMÓSFERA

Ciclo del Oxígeno

• ES UN CAMINO CIRCULAR CONTÍNUO DE UN ELEMENTO QUÍMICO

ENTRE LOS COMPONENTES VIVOS Y NO VIVOS DEL SISTEMA.

• DESDE LA ÉPOCA PRIMITIVA DE LOS OCÉNOS HASTA LA ERA ACTUAL, HAN PASADO MILES DE MILLONES DE AÑOS, EN LOS CUALES SE HAN PRESENTADO UNA SERIE DE CAMBIOS FÍSICO-QUÍMICOS Y GEOLÓGICOS.

• UNO DE LOS MÁS IMPORTANTES ES QUE PARTE DEL AGUA EXISTENTE EN EL PLANETA BROTÓ DEL INTERIOR DE LA CORTEZA TERRESTRE, COMO RESULTADO DE LA ACTIVIDAD VOLCÁNICA.

LA APARICIÓN DE LA VIDA DETERMINÓ QUE LOS CAMBIOS QUÍMICOS EN EL OCÉANO PRIMITIVO SE INCREMENTARAN. ÉSTE TENÍA POCO O NADA DE OXÍGENO, CONTENÍA SALES INORGÁNICAS Y COMPLEJAS MOLÉCULAS ORGÁNICAS QUE PROPORCIONARON LAS BASES PARA LOS PRIMEROS PROCESOS VITALES.

CAPA DE OZONO (O3) :•GAS QUE IMPIDE, EN LAS PARTES SUPERIORES DE LA ATMÓSFERA, EL PASO DE LAS RADIACIONES DE ALTA ENERGÍA COMO LOS RAYOS UV Y LOS RAYOS X

•ÉSTA CAPA PROTECTORA PRIMITIVA POSIBILITÓ LA SALIDA Y EVOLUCIÓN GRADUAL DE LOS ORGANISMOS DEL MAR, SU ORIGEN BIOLÓGICO REMONTA A UN PERÍODO MAYOR DE 3.000 MILLONES DE AÑOS, Y FUE CONTEMPORÁNEO DE LAS PRIMERAS BACTERIAS FOTOSINTÉTICAS, PERO EL OZONO DEL QUE SE HABLA EN NUESTROS DÍAS ES OTRO Y SE LE CONSIDERA CONTAMINANTE.

PUNTOS CRÍTICOS DEL CICLO DEL OXÍGENO• EUTROFIZACIÓN DE LAS AGUAS: SUCEDE POR LA PRESENCIA DE DESECHOS ORGÁNICOS

• EL AIRE CONTAMINADO ES ARRASTRADO POR LA LLUVIA Y PRECIPITADO A LA TIERRA HASTA EL AGUA, LOS COMPUESTOS NATURALES SE VEN AFECTADOS POR LA PRESENCIA DE ESAS MOLÉCULAS TÓXICAS.

• LA CANTIDAD DE OXÍGENO EN EL AIRE TAMBIÉN DISMINUYE COMO CONSECUENCIA DE LA TALA DE BOSQUES O LA AUSENCIA DE LA CUBIERTA VEGETAL.

Ciclo del agua

Propiedades del AguaPropiedad Efectos e Importancia

Excelente solvente Transporte de nutrientes y productos de residuos facilitan procesos biológicos en un medio acuático

La constante dieléctrica más alta de cualquier líquido común

Alta solubilidad de sustancias iónica y la ionización de los mismos en solución

Una tensión superficial más alta que todos los líquidos Factor de control en fisiología: domina el fenómeno de gota y superficie

Transparente para luz visible y fracciones de ondas más largas de luz ultravioleta

Sin color permite que la luz requerida para la fotosíntesis entre hasta profundidades considerables

Densidad máxima como liquido a 4ºC Hielo flota; circulación vertical restringido en cuerpos de agua estratificadas

Calor de evaporación más alta que cualquier otro material (574g/cal)

Determina la transferencia de calor y moléculas de agua entre la atmósfera y cuerpos de agua

Calor latente de fusión más alto que cualquier otro liquido excepto amonio

La temperatura está estabilizada en el punto de congelamiento de agua

Capacidad de calor más alta que cualquier otro líquido excepto amonio

Estabilización de la temperatura de organismos y regiones geográficas

RESERVAS DE AGUA EN LA TIERRA

Hacia 1970 se consideraba ya, que la mitad del agua dulce del planeta Tierra estaba contaminada.El agua representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos (aproximadamente el 75% del cuerpo humano es agua; en el caso de las algas, el porcentaje ronda el 90%).En la superficie de la Tierra hay unos 1.360.000.000 km³ de agua que se distribuyen de la siguiente forma

Hielo polar 74,7 %

Lagos 0,31 %

Ríos 0,003 %

Humedad de suelo 0,01 %

Napas 25,0 %

Animales y plantas 0,003 %

Atmósfera 0,035 %

Reservas de agua en la Tierra

0,323%( 0,054% )

Disponibilidad de agua dulce: 23.263 x 103 km3 (2,6 %)

Océanos 2500 años Agua continentales 1400 años Hielo polar 9700 años Glaciares de montaña 1600 años Lagos 17 años Pantanos 5 años Agua del suelo 1 años Cursos de agua 16 días Humedad atmosférica 8 días Agua biológica varias horas

Tasas de renovación del agua en la Tierra

Ciclo del fósforo

EJEMPLO DE CICLO SEDIMENTARIO

Es un ciclo típico de nutrientes sedimentario. El fósforo forma la base de un gran número de compuestos, de los cuales los mas importantes son los fosfatos. Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre por meteorización de las rocas o sacados por las cenizas volcánicas, queda disponible para que lo puedan tomar las plantas. Es arrastrado por las aguas y llega al mar, parte de el sedimenta al fondo y forma rocas que tardaran millones de años en volver a emerger.

Ciclo del azufre

• Componente de aminoácidos

• Estructura secundaria de proteínas

(enlace S-S)

• Sulfato (SO42-) elemento fundamental para

vegetales y bacterias.

• La mayor parte del azufre de nuestro planeta se encuentra en sedimentos y rocas en forma de minerales de sulfato (PRINCIPALMENTE YESO) y minerales de sulfuro (PRINCIPALMENTE PIRITA). Además el azufre se presenta en el mar en forma de sulfato inorgánico.

• Su vida media en la atmósfera es corta, de unos 2 a 4 días. Casi la mitad vuelve a depositarse en la superficie húmedo o seco y el resto se convierte en iones sulfato (SO4

2-). Por este motivo, es un importante factor en la lluvia ácida.

• En conjunto, más de la mitad del que llega a la atmósfera es emitido por actividades humanas, sobre todo por la combustión de carbón y petróleo y por la metalurgia. Otra fuente muy importante es la oxidación del H2S. Y, en la naturaleza, es emitido en la actividad volcánica.

• En algunas áreas industrializadas hasta el 90% del emitido a la atmósfera procede de las actividades humanas, aunque en los últimos años está disminuyendo su emisión en muchos lugares gracias a las medidas adoptadas.

EJEMPLO DE CICLO GASEOSO

CICLO DEL NITROGENO

Algunas perdidas de nitratos hacia los sedimentos profundos de la tierra

Bacteriasdesnitrificantes

Nitrógeno Atmosférico(79% de la atmosfera terrestre)

Fijación de nitrógeno

Desperdicio de los animales(urea)

El Nitrógeno aparece en las proteínas de los vegetales Y de los animales

Organismos muertos

Bacterias y hongosde la putrefacción

Amoniaco

Bacterias de Nitritos y nitratos

Nitrato

Fijación atmosférica

FijaciónindustrialFijación

biológica