Circulación de nutrientes en la Biosfera NOMBRE DE LA UNIDAD: Reforzamiento Sub. Unidad: Flujo y procesamiento de energía y materia en los sistemas biológicos Liceo Polivalente Gral. José De San Martin Departamento de Ciencias Biología Profesor José De La Cruz

Ciclos de la materia Los elementos químicos forman los seres vivos (oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fósforo, etc.) van pasando de unos niveles tróficos que a otros. Las plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). Los animales los toman de las plantas o de otros animales.

Ciclo del Oxígeno La presencia de Oxigeno en la atmósfera se debe a la actividad fotosintética primitiva hace unos 2700 millones de años El Oxígeno representa el 20% de la atmósfera terrestre. Este oxigeno abastece las necesidades de todos los organismos terrestres que lo respiran para su metabolismo

Ciclo del Carbono

El carbono es uno de los elementos más abundantes de la materia viva, formando la base estructural de las moléculas orgánicas: glúcidos lípidos proteínas ácidos nucléicos

El Carbono se puede encontrar en la naturaleza de muchas formas: en la atmósfera en forma de dióxido de carbono (CO2). disuelto en el agua de los océanos. en las rocas carbonatadas, como las calizas. en los combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural.

Los organismos productores, tanto terrestres como acuáticos, incorporan el carbono en forma de CO2 mediante la fotosíntesis, formando moléculas orgánicas ( glúcidos, proteínas.)

Los consumidores incorporan el carbono mediante los alimentos.

Mediante la respiración se desprende CO2 de nuevo a la atmósfera.

La descomposición de la materia orgánica muerta por los descomponedores también libera CO2 a la atmósfera. Restos orgánicos pueden quedar enterrados en condiciones anaeróbicas y formar con el tiempo carbón, petróleo o gas natural. La quema de los combustibles fósiles por el ser humano devuelve a la atmósfera el CO2 enterrado hace millones de años.

Ciclo del Fosforo El fósforo es un componente de los ácidos nucleídos y de la molécula donante de energía, el ATP. Se encuentra también en huesos y dientes de animales.

En la naturaleza la principal reserva de fósforo se encuentra en las rocas de tipo apatito (fosfato tricálcico) en la corteza terrestre, por lo que no es una forma accesible para los seres vivos. Por meteorización se libera lentamente entrando en los ecosistemas terrestres en forma de sales disueltas (fosfatos)

1-Las plantas toman del suelo el fósforo en forma de sales minerales, los fosfatos, y lo incorporan a sus estructuras

2-Los consumidores incorporan el fósforo a través de las cadenas tróficas.

3-Cuando los organismos mueren sus esqueletos ricos en fosfatos se liberan y se incorporan de nuevo al suelo.

1-En el medio marino el fósforo se acumula en el fondo oceánico y con el tiempo da lugar a rocas fosfatadas.

2- Estas rocas por acción del agua van desprendiendo fósforo lentamente. El fósforo liberado puede ser utilizado por las algas e iniciar el ciclo.

Una fuente importante de fósforo son los excrementos de aves marinas, el guano, que puede acumularse en algunos lugares en grandes cantidades.

CICLO DEL NITRÓGENO El nitrógeno es un elemento esencial para los seres vivos ya que forma parte de las proteínas y de los ácidos nucleídos. El nitrógeno se encuentra en la atmósfera como gas (N2) constituyendo el 78% de los gases del aire. En el suelo en cambio es muy escaso.

El nitrógeno atmosférico (N2), no es utilizable por la mayoría de los seres vivos, ya que sólo determinadas bacterias tienen la capacidad de usarlo. Los productores deben tomarlo en forma de nitratos (NO3).

1-En el suelo existen bacterias fijadoras de nitrógeno atmosférico (N2) que producen compuestos inorgánicos como el amoníaco (NH3).

2-Otras bacterias transforman el amoníaco (NH3) en nitrato (NO3) que pueden ser utilizado directamente por las plantas. Nitrificación

3-El resto de los seres vivos incorporan el nitrógeno a través de las cadenas tróficas

4-Los restos nitrogenados que excretan los seres vivos, como la urea y los restos de organismos muertos, pueden ser de nuevo utilizados por las plantas. Amonificación

5-Otras bacterias del suelo, devuelven el nitrógeno de nuevo a la atmósfera. Desnitrificación.

En este ciclo intervienen bacterias, que son las que permiten la circulación del Nitrógeno. Bacterias que fijan nitrógeno atmosférico (N2) y lo convierten en amoníaco (NH3). N2 NH3 Bacterias nitrificantes que transforman el amoníaco (NH3)en nitrato (NO3). NH3 NO3 I

Bacterias amonificantes que partiendo de restos orgánicos (orines y cadáveres de animales) devuelven amoníaco al suelo. Bacterias desnitrificantes que transforman el nitrato (NO3) a nitrógeno atmosférico (N2). NO3 N2

En la fijación de nitrógeno intervienen bacterias simbióticas que viven en las raíces de las plantas, sobre todo en leguminosas como el guisante, el haba, la judía, el garbanzo… El género Rhizobium realiza una simbiosis con las leguminosas, en la que las bacterias penetran en las células de las raíces de las plantas y forman unos abultamientos llamados nódulos donde se fija el nitrógeno.

Estas bacterias son capaces de fijar el N2 del aire y transformarlo en nitrato (NO3), que es la forma en que los vegetales incorporan el nitrógeno que necesitan. N2 NO3

La bacteria proporciona nitrógeno al vegetal y éste le proporciona a la bacteria materia orgánica obtenida mediante la fotosíntesis.