Pasos del ciclo de nutrientes

Publicado el 22 noviembre, 2022 por Rodrigo Ricardo

¿Qué es el ciclo de nutrientes?

La definición de ciclo de nutrientes es la forma en que los nutrientes se ciclan o se mueven en un ecosistema entre los seres vivos, la atmósfera y la Tierra. Los ciclos de nutrientes son continuos y los nutrientes pasan repetidamente a través de los organismos vivos y regresan al medio ambiente. El ciclo de nutrientes es importante porque permite el reciclaje de nutrientes importantes que los organismos necesitan para vivir. Permite que estos recursos se renueven y sustenten continuamente la vida en la Tierra.

¿Cómo se mueven los nutrientes a través de un ecosistema?

Los nutrientes se mueven a través del ecosistema circulando entre la Tierra, la atmósfera y los seres vivos. Las formas específicas en que se mueven los nutrientes dependen de los propios nutrientes. Hay cinco ciclos principales de nutrientes:

Ciclo del carbono
Ciclo de oxigeno
El ciclo del agua
Ciclo del fósforo
Ciclo del azufre

Ciclo del carbono

El ciclo del carbono es el movimiento del carbono entre la Tierra, la atmósfera y los seres vivos. El carbono se libera a la atmósfera a través de una variedad de procesos como:

Combustión
Respiración celular
Muerte y decadencia de los seres vivos.

Durante la combustión, se queman combustibles a base de carbono, que liberan carbono a la atmósfera en forma de dióxido de carbono. El dióxido de carbono es uno de los principales gases de efecto invernadero que causa el calentamiento global y el cambio climático. Cuando los humanos eliminan los combustibles a base de carbono de la Tierra y los queman, liberan carbono a la atmósfera más rápido de lo que se reemplaza en la Tierra, y esto interrumpe el ciclo del carbono.

Otros procesos naturales también liberan carbono a la atmósfera. La respiración celular, por ejemplo, es el proceso que utilizan los seres vivos para producir energía. Un subproducto de la respiración celular es el dióxido de carbono. La muerte y la descomposición de los seres vivos también liberan carbono a la atmósfera, al igual que las erupciones volcánicas.

El carbono se elimina de la atmósfera a través de varios procesos que incluyen:

Fotosíntesis
Disolviéndose en el océano
Compactación en roca

La fotosíntesis es el proceso que utilizan las plantas para producir alimentos por sí mismas. Durante este proceso, las plantas absorben dióxido de carbono y utilizan la luz solar para producir glucosa y oxígeno. Parte del dióxido de carbono de la atmósfera también se convierte en ácido carbónico y se disuelve en los océanos. Con el tiempo, los organismos muertos, el ácido carbónico y el carbonato de calcio en las almejas se compactan en rocas y combustibles fósiles.

El ciclo del carbono

Ciclo de oxígeno y agua

El oxígeno circula entre la atmósfera y los seres vivos principalmente a través de la respiración celular y la fotosíntesis. Durante la respiración celular, los organismos oxidan la glucosa utilizando oxígeno para crear energía celular en forma de ATP, dióxido de carbono y agua. Durante la fotosíntesis, los organismos utilizan la luz solar, el dióxido de carbono y el agua para crear oxígeno y glucosa. Los reactivos de la fotosíntesis son productos de la respiración celular y los reactivos de la respiración celular son productos de la fotosíntesis, creando así el ciclo del oxígeno.

El ciclo del agua permite que el agua se mueva entre los seres vivos, la Tierra y la atmósfera. El vapor de agua se condensa dentro de las nubes para formar precipitaciones. La precipitación cae a la Tierra y puede acumularse en la superficie en forma de ríos, lagos, arroyos y océanos. Parte del agua también se filtra dentro de la Tierra y se almacena como agua subterránea. Los seres vivos absorben otra agua. El agua regresa a la atmósfera a través de los procesos de transpiración, donde el agua se evapora a través de las plantas, y evaporación, donde el agua se calienta hasta convertirse en vapor de agua en la superficie de la Tierra.

El ciclo del agua

Ciclo del nitrógeno

El ciclo del nitrógeno mueve el nitrógeno entre los seres vivos, la Tierra y la atmósfera. La atmósfera de la Tierra está compuesta principalmente de nitrógeno. El nitrógeno también es un elemento importante para los seres vivos y es importante tanto para la estructura del ADN como para las proteínas. El nitrógeno debe convertirse de su forma elemental gaseosa en la atmósfera a una forma que pueda ser utilizada por los seres vivos, un proceso llamado nitrificación. Esto se logra mediante la nitrificación de bacterias en el suelo.

Las primeras bacterias convierten el nitrógeno gaseoso en amoníaco. Luego, otras bacterias convierten el amoníaco en nitritos y finalmente en nitratos. Estas formas pueden absorberse a través de las raíces de las plantas e incorporarse a las estructuras de las plantas. Otros organismos que comen las plantas obtienen nitrógeno de esta manera. Cuando los organismos mueren, el nitrógeno regresa tanto al suelo como a la atmósfera. Los seres humanos pueden interrumpir el ciclo del nitrógeno al agregar demasiado nitrógeno al suelo en forma de fertilizante. El nitrógeno es a menudo un nutriente limitante para el crecimiento, particularmente para las algas en los ecosistemas acuáticos. Por lo tanto, las adiciones humanas de nitrógeno pueden interrumpir este crecimiento y provocar un crecimiento excesivo de algas, lo que altera el ecosistema natural.

Ciclos de fósforo y azufre

El fósforo es otro nutriente importante que es esencial para la síntesis de material genético, como el ADN y las proteínas. El fósforo se encuentra en rocas y minerales dentro de la Tierra. La meteorización, con precipitación y lluvia, libera fósforo al suelo. Las bacterias del suelo convierten el fósforo en una forma que las plantas pueden usar y, al igual que el ciclo del nitrógeno, las plantas absorben el fósforo y lo incorporan a sus estructuras. Los animales comen las plantas y, por lo tanto, obtienen el fósforo que necesitan. De manera similar al ciclo del nitrógeno, la adición humana de fertilizantes y el vertido químico pueden interrumpir el ciclo.

El ciclo del azufre es el proceso de mover el azufre entre la Tierra, la atmósfera y los seres vivos. El azufre es una forma inorgánica de energía para algunos seres vivos y también juega un papel importante en moléculas biológicas como las proteínas. El azufre se almacena en rocas y minerales dentro de la Tierra y se libera al suelo y la atmósfera a través de la meteorización y las erupciones volcánicas. Los seres vivos pueden absorber y utilizar los sulfatos del suelo. Los seres humanos también están interrumpiendo el ciclo del azufre al quemar grandes cantidades de combustibles fósiles. Esto libera un exceso de azufre a la atmósfera, lo que puede provocar lluvia ácida o precipitación con un pH inferior a 4,5. Esto altera los ecosistemas terrestres y acuáticos.

Resumen de la lección

Los ciclos de nutrientes son las formas en que los nutrientes se mueven a través de la Tierra, la atmósfera y los seres vivos. Hay cinco ciclos principales de nutrientes que se resumen en la siguiente tabla:

Ciclo de nutrientes	Descripción
Ciclo del carbono	El carbono pasa a la atmósfera a través de la combustión de combustibles fósiles, lo que está provocando el calentamiento global, así como la respiración y descomposición celular. El carbono se elimina de la atmósfera mediante la fotosíntesis, se disuelve en el océano y se compacta en rocas y combustibles fósiles.
Ciclo de oxigeno	El oxígeno circula a través de dos procesos principales: la respiración celular, que utiliza oxígeno en los seres vivos, y la fotosíntesis, que produce oxígeno para la atmósfera.
El ciclo del agua	El ciclo del agua mueve el agua de la atmósfera a la Tierra a través de la precipitación y de regreso a la atmósfera a través de la transpiración y la evaporación.
Ciclo del nitrógeno	Las bacterias nitrificantes convierten el nitrógeno atmosférico en formas que las plantas pueden utilizar, como nitritos y nitratos. Los seres humanos interrumpen el ciclo del nitrógeno al agregar fertilizantes al suelo.
Ciclo del fósforo	El fósforo se libera en el suelo para los seres vivos a través de la intemperie y es interrumpido por los humanos que agregan fósforo a la Tierra a través de productos químicos y fertilizantes.
Ciclo del azufre	El azufre se libera al suelo para que lo utilicen los seres vivos a través de las erupciones volcánicas y la erosión de las rocas. Los seres humanos interrumpen el ciclo del azufre al quemar combustibles fósiles. Este proceso agrega un exceso de azufre a la atmósfera que puede causar lluvia ácida o lluvia con un pH por debajo de 4.5.

Los seres humanos interrumpen los ciclos de nutrientes cuando eliminan nutrientes, como extraer agua del ciclo del agua, o agregan nutrientes en exceso en un lugar determinado del ciclo, como la quema de combustibles fósiles en el ciclo del carbono.