CICLOS BIOGEOQUÍMICOS PDF

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Apuntes de los ciclos biogeoquímicos...

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IMPORTANCIA DE LOS MICROORGANISMOS EN LA NATURALEZA (PARTE DEL TEMA 17)

Los microrganismos cumplen papeles importantísimos en la regulación del ecosistema. Destacamos su papel en la TRANSFORMACIÓN DE LA MATERIA en lo que conocemos como LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS. ¿QUÉ SON LOS CICLO BIOGEOQUÍMICOS? Los ciclo biogeoquímicos son el conjunto de procesos (químicos, geológicos, industriales) que permiten la trasferencia de materia entre los distintos depósitos/reservorios de ecosistema. PRIMERA IDEA IMPORTANTE PARA ENTENDER LOS CICLOS La circulación de la materia en el ecosistema es CERRADA, es decir, sigue un movimiento circular. De ahí el nombre de CICLO. SEGUNDA IDEA IMPORTANTE Cuando hablamos de “la materia” en el ecosistema nos estamos refiriendo a los compuestos de: carbono, nitrógeno, hierro, azufre, etc. que encontramos en los ecosistemas. Tenemos un ciclo biogeoquímico para describir el movimiento de cada uno de estos elementos: el ciclo de carbono, el ciclo del nitrógeno, el ciclo del hierro y el ciclo del azufre TERCERA IDEA IMPORTANTE Cuando me siento a estudiar un ciclo biogeoquímico tengo que: UNO, IDENTIFICAR los COMPONENTES DEL ECOSISTEMA (van a denominarse DEPÓSITOS o RESERVORIOS) que participan en ese ciclo. Estos componentes son: -Componentes Geológicos: -ATMÓSFERA -HIDROSFERA -LITOSFERA o GEOSFERA

-Componentes Biológicos, la BIOSFERA que incluye a: los PRODUCTORES (plantas), los CONSUMIDORES (herbívoros y carnívoros) y los DESCOMPONEDORES (bacterias y hongos). De aquí viene el nombre de ciclo BIOGEOQUÍMICO…porque intervienen los componentes tantos biológicos como geológicos del ecosistema. DOS, IDENTIFICAR las FORMAS QUÍMICAS en la va a estar el elemento en ese depósito. Por ejemplo, en el Ciclo del Carbono, el carbono va a estar en forma de CO2 en el depósito atmósfera.

TRES, IDENTIFICAR las entradas y las salidas de materia en los depósitos, es decir, los procesos de transferencia de materia entre los distintos depósitos que intervienen en el ciclo.

CICLO DEL CARBONO UNO, identifico los depósitos que interviene en el Ciclo de Carbono: -Atmósfera (en azul) -Hidrosfera (en verde) -Litosfera (en rojo) -Biosfera (en amarillo)

DOS, identifico la forma química del Carbono en los distintos depósitos: -Atmósfera: el carbono está en forma de CO2 -Hidrosfera: el carbono está en forma de CO2 y de sales de carbonato cálcico. -Litosfera: el carbono está principalmente en las rocas calizas en forma de carbonato cálcico. -Biosfera: el carbono está como bioelemento de la materia orgánica (carbono orgánico).

TRES, identifico las entradas y las salidas de los depósitos. Como es un ciclo, es decir, es circular, puedo empezar por cualquier depósito. Voy a empezar por la atmósfera: ENTRADAS DE CO2 en la ATMÓSFERA Los procesos que llevan CO2 a la ATMÓSFERA son: 1.

CO2 procedente de la geosfera: -Emisiones volcánicas -Procesos industriales como la combustión de carburantes

2.

CO2 procedente de la hidrosfera -El equilibrio CO2 atmosférico/CO2 disuelto en agua

3.

CO2 procedente de la biosfera -La respiración celular de productores, consumidores y descomponedores.

Equilibrio CO2 atmósfera/océanos

SALIDAS DE CO2 en la ATMÓSFERA Los procesos que sacan CO2 a la ATMÓSFERA son: 1.

CO2 hacia la hidrosfera -El equilibrio CO2 atmosférico/CO2 disuelto en agua

2.

CO2 hacia la biosfera -Fijación de CO2 por los productores en la fotosíntesis

Equilibrio CO2 atmósfera/océanos

POR ÚLTIMO, identifico las entradas y las salidas entre los otros depósitos del ciclo: -Formación de combustibles fósiles por acción bacteriana. -Formación de rocas calizas carbonatadas: 1. a partir de arrecifes de coral y 2. a partir de procesos de sedimentación en masas de agua.

CICLO DEL NITRÓGENO UNO, identifico los depósitos que interviene en el Ciclo de Carbono: -Atmósfera (en azul) -Litosfera (en rojo) -Biosfera (en negro)

DOS, identifico la forma química del Nitrógeno en los distintos depósitos: -Atmósfera: el nitrógeno está en forma de: N2, nitrógeno atmosférico o molecular NH3, amoniaco (procedente de emanaciones volcánicas) NOX, óxidos de nitrógeno (procedentes de la quema de combustibles fósiles) -Litosfera (suelo): el nitrógeno está en forma de:

NH3, amoniaco (procedente de la putrefacción de los seres vivos) NO2, nitritos NO3, nitratos (única forma en la que pueden asimilar el nitrógeno las plantas) -Biosfera: el nitrógeno está como bioelemento de la materia orgánica (nitrógeno orgánico).

TRES, identifico las entradas y las salidas de los depósitos. Voy a empezar por las conexiones entre LITOSFERA (suelo) y BIOSFERA: En el suelo el NH3 sufre un proceso de oxidación denominado NITRIFICACIÓN que se produce en dos pasos: A. NITROSACIÓN: paso de NH3 a NO2 (de amoniaco a nitrito). Transformación mediada por bacterias Nitrosomonas. B. NITRATACION: paso de NO2 a NO3 (de nitrito a nitrato). Transformación mediada por bacterias Nitrobacter. Ya en forma de nitrato, el nitrógeno es incorporado por las plantas a la cadena trófica como parte de su propia materia orgánica. Cuando los organismos vivos mueren, los descomponedores (en este caso bacterias amonificantes) transforman la materia orgánica en NH3 que es liberado al suelo.

Veo las conexiones con la ATMÓSFERA: ENTRADAS de nitrógeno en la atmósfera: -Entrada a la atmósfera de nitrógeno molecular (N2) por transformación de nitratos (NO3) por acción de bacterias Pseudomonas. Este proceso se denomina DESNITRIFICACIÓN (flecha azul en el gráfico) -NH3, amoniaco (procedente de emanaciones volcánicas) -NOX, óxidos de nitrógeno (procedentes de la quema de combustibles fósiles) (marcado en azul en el gráfico)

SALIDAS de nitrógeno en la ATMÓSFERA: -N2 de la atmósfera puede ser fijado por algunos microorganismos (libres o en simbiosis con plantas) que lo transforman en: nitratos (NO3). Este proceso se denomina FIJACIÓN BIOLÓGICA. amoniaco (NH3): Este proceso se denomina AMONIFICACIÓN. Ya en el suelo el amoniaco pasa a nitratos mediante el proceso de nitrificación descrito anteriormente.

El nitrato producido por FIJACIÓN y por AMONIFICACIÓN está nuevamente disponible para ser absorbidos por las plantas. Por tanto aquí se está produciendo un movimiento del nitrógeno entre los depósitos atmósfera-litosfera (suelo)-biosfera.

-N2 de la atmósfera puede ser fijado por acción de las descargas eléctricas de las tormentas, dando lugar a nitratos (NO3). Este proceso se denomina FIJACIÓN ELECTROQUÍMICA. Nuevamente el nitrógeno, ahora en forma de nitrato, puede ser absorbido por las plantas.

-Los óxidos de nitrógenos (NOX) de la atmósfera reaccionan con el agua atmosférica dando lugar a ácido nítrico (HNO3). Este fenómeno se conoce como LLUVIA ÁCIDA. Una vez en el suelo, el HNO3 pasa a nitratos que, como ya hemos repetido en varias ocasiones, puede ser absorbido por las plantas. SALIDAS DE NITRÓGENO DE LA ATMÓSFERA MARCADAS CON FLECHAS ROJAS...