LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Manuel Cózar

Elementos biolimitantes Son aquellos nutrientes esenciales para el desarrollo de un organismo que al estar presentes en cantidades mínimas, limitan su crecimiento o cualquier otra respuesta del mismo. Ciclos de nutrientes gaseosos (O, C, N): La atmósfera es la principal reserva. El proceso de circulación es relativamente cerrado y rápido, y no suele acarrear pérdidas de elementos. Ciclos de nutrientes sedimentarios (S,P): El depósito principal es la litosfera. Los procesos de meteorización liberan lenta, pero continuamente, los elementos presentes en las rocas y los incorporan al suelo. Estos ciclos son mucho más lentos y tienden a estancarse al incorporarse el elemento a los sedimentos profundos del océano o de lagos profundos, quedando inaccesible tanto para los organismos como para el reciclaje continuo.

Ley del mínimo: Liebig descubrió que el rendimiento de las plantas suele estar limitado no sólo por los nutrientes necesarios en grandes cantidades (CO2 y H2O), que suelen abundar en el medio, sino por algunos elementos que se necesitan en cantidades mínimas pero que escasean en el suelo (P, K, Mg,..). La “ley del mínimo de Liebig” dice que el nutriente disponible sólo en cantidades mínimas es el que limita la producción, aún cuando los demás estén en cantidades suficientes.

Ciclo del carbono Controla las transferencias entre los demás subsistemas. En la hidrosfera, el carbono se encuentra disuelto en el agua marina en forma de CO2, bicarbonatos y carbonatos, en una proporción entre ellos que se mantiene en equilibrio. De la atmósfera se absorbe CO2 y los ríos aportan iones calcio y bicarbonatos. En la atmósfera, el carbono se encuentra en forma de: CO2 (358ppm), CO (0,1ppm) y CH4 (1,6ppm). En la litosfera lo podemos encontrar formando rocas carbonatadas y combustibles fósiles.

CO2 Ciclo biológico Fotosíntesis Respiración Materia orgánica

CO2 + H2O + CaCO3  Ca+++ 2HCO3- El CO2 atmosférico se disuelve con facilidad en agua para formar ácido carbónico que ataca a los carbonatos según la reacción: CO2 + H2O + CaCO3  Ca+++ 2HCO3- Al llegar al mar, parte del carbono precipita en el fondo en forma de carbono orgánico y en forma de carbono inorgánico (caliza de las conchas y corales) aunque sólo por encima de la lisoclina (profundidad de las aguas marinas a partir de la cual son disueltos los restos carbonatados). A la atmósfera pasa oxígeno (no consumido en la respiración) y también parte del CO2.

CO2 HCO3- Restos orgánicos CaCO3 Restos orgánicos Carbón Petróleo

Ciclo del nitrógeno Los componentes nitrogenados atmosféricos son: - N2. Forma mayoritaria de este elemento en la atmósfera. Es una molécula inerte e inaccesible para casi todos los seres vivos. - NH3. Procede de las erupciones volcánicas o de la putrefacción de los organismos vivos. - NO, N2O y NO2 (NOx). Compuestos que pueden difundir hacia los otros sistemas terrestres. Proceden del suelo, de las emisiones volcánicas, así como de la oxidación espontánea del N2 durante las tormentas eléctricas.

Fases del ciclo del nitrógeno: Fijación Atmosférica Biológica Amonificación Nitrificación Desnitrificación

Bacterias simbiontes fijadoras Bact. Desnitrif. Bacterias simbiontes fijadoras Degradación de materia orgánica por bacterias y hongos del suelo Bact. Nitrificantes Nitrosobacter Bacterias fijadoras del suelo Bact. Nitrificantes Nitrosomonas

N2 NOx NOx HNO3 Rhizobium NO3- Restos orgánicos NH3 NO2-

Ciclo del fósforo Al encontrarse mayoritariamente inmovilizado en los sedimentos oceánicos profundos, su liberación es muy lenta por lo que se considera un elemento limitante y por tanto, un recurso no renovable. Es un constituyente esencial de las biomoléculas y forma parte de estructuras rígidas como huesos y caparazones. Está presente en un 0’2% en las estructuras vegetales y en un 1% en las animales

Incorporación a sedimentos profundos Abonos Guano Fosfato disuelto Detergentes Eutrofización Restos orgánicos Fosfato soluble Plancton Incorporación a sedimentos profundos