CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Presentación del tema: "CICLOS BIOGEOQUÍMICOS"— Transcripción de la presentación:

1 CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CICLOS DE LA MATERIA

2 CICLO DEL OXÍGENO El oxígeno es el elemento químico más abundante en los seres vivos. Forma parte del agua y de todo tipo de moléculas orgánicas. Como molécula, en forma de O2, su presencia en la atmósfera se debe a la actividad fotosintética de primitivos organismos. La reserva fundamental de oxígeno utilizable por los seres vivos está en la atmósfera. Su ciclo está estrechamente vinculado al del carbono, pues el proceso por el que el Dióxido de carbono es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone también devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario. Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2, formando O3 (ozono). Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones ultravioletas vuelve a convertirse en O2

3 CICLO DEL OXÍGENO

4 CICLO DEL NITRÓGENO El nitrógeno (N) es una sustancia esencial para toda la vida en la Tierra. La mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire en forma gaseosa, pero también se puede encontrar nitrógeno en el agua y en el suelo en diferentes formas. Allí, será descompuesto por bacterias y absorbido por plantes y animales. Los seres vivos requieren átomos de nitrógeno para la síntesis de moléculas orgánicas esenciales como las proteínas, los ácidos nucleicos, el ADN, por lo tanto es otro elemento indispensable para el desarrollo de los seres vivo. El aire de la atmósfera contiene un 78% de nitrógeno, por lo tanto la atmósfera es un reservorio de este compuesto. A pesar de su abundancia, pocos son los organismos capaces de absorberlo directamente para utilizarlo en sus procesos vitales.

5 Por ejemplo las plantas para sintetizar proteínas necesitan el nitrógeno en su forma fijada, es decir incorporado en compuestos. Tres procesos desempeñan un papel importante en la fijación del nitrógeno en la biosfera: Descomposición: los animales obtienen nitrógeno al ingerir vegetales, en forma de proteínas. En cada nivel trófico se libera al ambiente nitrógeno en forma de excreciones, que son utilizadas por los organismos descomponedores para realizar sus funciones vitales. Nitrificación: es la transformación del amoniaco a nitrito, y luego a nitrato. Esto ocurre por la intervención de bacterias del género nitrosomonas, que oxidan el NH3 a NO2-. Los nitritos son oxidados a nitratos NO3- mediante bacterias del género nitrobacter. Desnitrificación: en este proceso los nitratos son reducidos a nitrógeno, el cual se incorpora nuevamente a la atmósfera, este proceso se produce por la acción catabólica de los organismos, estos viven en ambientes con escasez de oxígeno como sedimentos, suelos profundos, etc. Las bacterias utilizan los nitratos para sustituir al oxígeno como aceptor final de los electrones que se desprenden durante la respiración. De esta manera el ciclo se cierra.

6 CICLO DEL NITRÓGENO

7 CICLO DEL CARBONO La atmósfera e hidrosfera contienen a la reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 (dióxido de carbono o anhídrido carbónico) que los seres vivos puedan asimilar. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03% y 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.

8 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 (carbonato de calcio) 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 sedimentarias calizas en el que el C queda retirado del ciclo durante miles y millones de años. Este carbono volverá lentamente al ciclo cuando se van disolviendo las rocas. El petróleo, carbón y la materia orgánica acumulados en el suelo son resultado de épocas en las que se ha devuelto menos CO2 a la atmósfera del que se tomaba. Así apareció el O2 en la atmósfera. Si hoy consumiéramos todos los combustibles fósiles almacenados, el O2 desaparecería de la atmósfera. El ritmo creciente al que estamos devolviendo CO2 a la atmósfera, por la actividad humana, es motivo para que protejamos al planeta.

9 CICLO DEL CARBONO

10 CICLO DEL FÓSFORO En la naturaleza la principal reserva de fosforo son las rocas sedimentarias fosfatadas que no es una forma accesible para los seres vivos. Las plantas toman del suelo el fósforo en forma soluble, los fosfatos, y lo incorporan a sus estructuras. Los consumidores y descomponedores incorporan el fosforo a través de las cadenas tróficas. (PO4 -3 Cuando los organismos mueren los fosfatos se liberan y se incorporan de nuevo al suelo. En el medio marino, el fósforo se acumula en el fondo oceánico y con el tiempo da lugar a nuestras rocas sedimentarias. Una fuente importante de fósforo son los excrementos de aves marinas, el guano , que puede acumularse en algunos lugares en grandes cantidades.

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12 El fósforo es un componente esencial de los organismos
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.

13 Su reserva fundamental en la naturaleza es la corteza terrestre
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. 

14 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.

15 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. Al haber tanto alimento se multiplican los bancos de peces, formándose las grandes pesquerías del Gran Sol, costas occidentales de Africa y América del Sur y otras.

16 Con los compuestos de fósforo que se recogen directamente de los grandes depósitos acumulados en algunos lugares de la tierra se abonan los terrenos de cultivo, a veces en cantidades desmesuradas, originándose problemas de eutrofización

17 CICLO DEL AZUFRE

18 Es menos importante que los otros elementos que hemos visto, pero imprescindible porque forma parte de las proteínas. Su reserva fundamental es la corteza terrestre y es usado por los seres vivos en pequeñas cantidades. El azufre es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para todos los seres vivos.

19 El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua.

20 Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar por los ríos. Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en convertirlo en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de azufre (SO2)

21 Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme
Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme. Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera. La actividad industrial del hombre esta provocando exceso de emisiones de gases sulfurosos a la atmósfera y ocasionando problemas como la lluvia ácida.

22 CICLO DEL AZUFRE

23 CICLO DEL CALCIO El calcio es un elemento químico, de símbolo Ca y de número atómico 20. Se encuentra en el medio interno de los organismos como ion calcio (Ca2+) o formando parte de otras moléculas En algunos seres vivos se halla precipitado en forma de esqueleto interno o externo.

24 Los iones de calcio aq de cofactor en muchas reacciones enzimáticas, interviene en el metabolismo del glucógeno, junto al potasio y el sodio regulan la contracción muscular. El porcentaje de calcio en los organismos es variable y depende de las especies, pero por término medio representa el 2,45% en el conjunto de los seres vivos; en los vegetales, sólo representa el 0,007%. En el habla vulgar se utiliza la voz calcio para referirse a sus sales (v.g., esta agua tiene mucho calcio; en las tuberías se deposita mucho calcio, etc.)

25 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO
Es la circulación del calcio entre los organismos vivos y el medio El ciclo del calcio es un ciclo sedimentario El calcio es un mineral que se encuentra en ,mayor proporción en la litosfera Es la capa más externa de un planeta sólido, formado por rocas y el suelo

26 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO

27 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO Consumo de animales acuáticos
Descomponedores liberan el calcio Cuando mueren plantas y animales Plantas Cadena alimenticia SUELO Ca Consumo de animales acuáticos SUELO LITOSFERA Cuando mueren plantas y animales

28 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO
Descomponedores liberan el calcio Agentes Atmosféricos FORMACIÓN DE ROCAS CALIZAS Cuando mueren plantas y animales Plantas Cadena alimenticia SUELO Consumo de animales acuáticos SUELO FONDO DEL OCÉANO LITOSFERA ERUPCIONES VOLCÁNICAS Cuando mueren plantas y animales

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30 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO
LITOSFERA Variaciones de su solubilidad debido a la formación de compuestos carbonatados más (Ca(CO3H)2) o menos (CaCO3) como consecuencia de la liberación por microorganismos de ácidos orgánicos que desplacen el equilibrio entre ambas formas

31 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO
Funciones del calcio: El calcio en las plantas Estimula el desarrollo de las raíces y de las hojas. Forma compuestos de las paredes celulares. Ayuda a reducir el nitrato (NO3-) en las plantas. Ayuda a neutralizar los ácidos orgánicos en la planta. El calcio en los animales El Calcio es el mayor componente de los huesos y dientes en los animales. Tiene mucha importancia en la formación del exoesqueleto de muchos microorganismos e invertebrados.(Corales) Estabilizante de componentes estructurales de la pared celular de las bacterias.

32 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO
Funciones del calcio: El calcio en los seres humanos Es el elemento metálico más abundante en el cuerpo humano. Se encuentra en los huesos, en los dientes y en la sangre. Otorga resistencia a los huesos y dientes. Muy importante para los procesos vitales. La coagulación sanguínea. La contracción muscular depende de la acción del calcio. El calcio en el agua de mar En el agua de mar la principal forma de calcio disuelto es el bicarbonato que se equilibra con el CO2 disuelto Un ser humano adulto contiene aproximadamente un kilogramo de calcio

33 CICLO BIOGEOQUÍMICO DEL CALCIO
Funciones del calcio: El calcio en los suelos La importancia del Ca en el suelo es la reducción de su acidez . La cantidad total de Ca en el suelo es variable. Suelos áridos y calcáreos: niveles altos. Suelos de los trópicos: bajos niveles de Ca. Suelos arcillosos Ca > suelos arenosos. El Ca es el catión dominante en el suelo aun a valores de pH bajos Debido a que el Ca existe como un catión, este nutriente está gobernado por los fenómenos del intercambio catiónico al igual que los otros cationes,

34 Gracias por su atención.