El ciclo biogeoquímico y el ciclo del fósforo
Composición de los organismos vivos
Todos los organismos están compuestos de materia y, aunque todos los organismos crecen y se reproducen, no pueden crear materia nueva. Para crecer y acumular biomasa, deben utilizar los elementos que ya están a su alrededor en el aire, el suelo, el agua y otros organismos. Todos los organismos vivos están compuestos principalmente por los mismos cuatro elementos. En peso, el oxígeno es el más abundante y representa aproximadamente el 65% de toda la materia viva. El carbono ocupa el segundo lugar con un 18-19%, seguido del hidrógeno con un 9-10% y el nitrógeno, que representa aproximadamente el 3,5% de toda la materia viva. Después del nitrógeno, el orden exacto de composición varía entre los organismos, pero hay una serie de macronutrientes o elementos que todos los organismos necesitan en cantidades relativamente grandes.
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Además del oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno, los otros macronutrientes son fósforo, calcio, potasio, azufre, sodio, cloro y magnesio. Además, hay varios elementos necesarios, que se encuentran en cantidades muy pequeñas en los organismos, llamados oligoelementos . Los oligoelementos son elementos que los organismos necesitan, pero solo en cantidades extremadamente pequeñas. El oligoelemento más abundante es el hierro, que algunos pueden considerar un macronutriente. Pero constituye menos de una décima parte de la materia viva, y ahí es donde vamos a trazar la línea que separa los macronutrientes y los oligoelementos. Otros oligoelementos incluyen flúor, zinc, silicio, rubidio, cobre, yodo, boro, selenio, manganeso y cobalto.
Ciclos biogeoquímicos
Los organismos consumen constantemente moléculas de su entorno, incorporando elementos que necesitan y eliminando los subproductos de los procesos bioquímicos. Estos subproductos generalmente están compuestos por los mismos elementos que contienen los propios organismos. El resultado es que todos los elementos que utilizan los seres vivos están en constante ciclo a través de los organismos y el entorno en el que viven. La forma en que un elemento circula a través de los organismos y el entorno se denomina ciclo biogeoquímico .
Hay muchas rutas posibles que pueden tomar los elementos en un ciclo biogeoquímico, pero la mayoría de ellas se pueden clasificar en una de las rutas de este diagrama. Los productores son la clave para el ciclo biogeoquímico de prácticamente todos los elementos necesarios en los organismos vivos. Son los únicos organismos que pueden incorporar carbono en moléculas orgánicas a partir del dióxido de carbono. Sin embargo, más que eso, generalmente obtienen todos sus otros elementos esenciales del aire, el suelo o el agua que los rodea. Compare eso con la mayoría de los consumidores que obtienen casi todos sus elementos esenciales de otros organismos, excepto el hidrógeno y el oxígeno del agua que beben y el oxígeno que respiran.
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Luego, todos estos elementos se ciclan entre los distintos niveles tróficos hasta que se eliminan como desechos o terminan como detritos. En este punto, los detritívoros pueden reciclarlos en otros organismos vivos o ingresar al grupo de compuestos orgánicos no disponibles, donde pueden permanecer fuera de la parte biológica del ciclo durante millones de años y transformarse en petróleo crudo, carbón o productos naturales. gas. Durante los últimos siglos, los seres humanos han estado explotando estos depósitos, quemando los combustibles fósiles para producir energía y liberando los elementos nuevamente en la reserva de materiales inorgánicos disponibles. A partir de esa reserva, pueden incorporarse a la roca sedimentaria y entrar en la reserva de materiales inorgánicos no disponibles, o los productores pueden volver a incorporarlos a los organismos vivos.
Ciclo del fósforo
No todos los elementos toman la misma ruta a través del ciclo biogeoquímico. Cada elemento es diferente y está disponible para los organismos de diferentes formas y en diferentes concentraciones. Así que echemos un vistazo más de cerca a cómo se cicla el fósforo. El ciclo del fósforo es el ciclo biogeoquímico que sigue el fósforo a través de los organismos y el medio ambiente. En lo que respecta a los ciclos biogeoquímicos, el ciclo del fósforo es bastante simple. El fósforo se encuentra en muchos tipos de rocas como iones fosfato. La meteorización de las rocas libera fosfato al suelo, donde puede ser absorbido por las plantas. Una vez en las plantas, el fosfato pasa a estar disponible para los consumidores y, finalmente, los detritívoros, que pueden reciclarlo en el suelo o en los consumidores.
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El fosfato está ligado al suelo y no ingresa a la atmósfera como gas, por lo que tiende a permanecer en el ciclo biológico local durante largos períodos de tiempo. Sin embargo, se puede eliminar de un área mediante la cosecha de cultivos, y parte de él se filtra a través del suelo y llega al nivel freático local. Este fosfato eventualmente se convierte en parte de nuevas rocas sedimentarias y no está disponible para uso biológico hasta que la roca es llevada a la superficie por fuerzas geológicas y la meteorización libera fosfato en el suelo. No es sorprendente que la gente haya encontrado una manera de reemplazar el fosfato eliminado por la cosecha de cultivos extrayendo rocas que contienen fosfato y convirtiéndolas en fertilizantes. Básicamente, esto está acelerando el proceso de meteorización natural, al menos en lo que respecta a la distribución de fosfato.
Resumen de la lección
Revisemos. Todos los organismos vivos están compuestos principalmente por los mismos cuatro elementos: oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. Juntos, estos cuatro elementos constituyen aproximadamente el 96% del peso total de todos los organismos vivos. Además, los seres vivos requieren cantidades significativas de varios otros elementos. Estos otros elementos se denominan macronutrientes o elementos requeridos por todos los organismos en cantidades relativamente grandes. Además de oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno, los macronutrientes son fósforo, calcio, potasio, azufre, sodio, cloro y magnesio. Los organismos también requieren oligoelementos, o elementos que son necesarios para los organismos, pero solo en cantidades extremadamente pequeñas. Algunos de los oligoelementos más importantes incluyen hierro, flúor, zinc, silicio, rubidio, cobre, yodo, boro, selenio, manganeso y cobalto.
La forma en que un elemento recorre los organismos y el medio ambiente se denomina ciclo biogeoquímico . Hay muchas rutas posibles que los elementos pueden tomar en un ciclo biogeoquímico, pero todos recorren los niveles tróficos de su ecosistema, ya que los herbívoros comen productores, los carnívoros comen herbívoros y los detritívoros reciclan material orgánico muerto. El ciclo del fósforoes el ciclo biogeoquímico que sigue el fósforo a través de los organismos y el medio ambiente. El fósforo se encuentra en muchos tipos de rocas como iones fosfato. La meteorización de las rocas libera fosfato al suelo, donde puede ser absorbido por las plantas. Una vez en las plantas, el fosfato pasa a estar disponible para los consumidores y, finalmente, los detritívoros, que pueden reciclarlo en el suelo o en los consumidores. El fosfato se puede eliminar de un área mediante la cosecha de cultivos. Parte de ella se filtra a través del suelo y llega a la capa freática local, y eventualmente se convierte en parte de nuevas rocas sedimentarias y no está disponible para uso biológico hasta que la roca vuelve a la superficie por fuerzas geológicas y el clima libera fosfato en el suelo. Sin embargo, el fosfato eliminado por la cosecha de cultivos se puede reemplazar utilizando fosfato extraído como fertilizante.
Objetivos de la lección
Una vez que complete esta lección, podrá:
- Enumere los cuatro elementos principales de los organismos vivos.
- Recuerda los macronutrientes
- Dar ejemplos de oligoelementos
- Definir ciclos biogeoquímicos
- Explica el ciclo del fósforo.