Archivo mensual: marzo 2009

tema 6. Biosfera

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno se encuentra en la troposfera en una proporción del 78%, por tanto su principal reserva es atmosférica. Sin embargo, en esta forma no puede se utilizado directamente como nutiente por los vegetales o animales, por lo que debe convertirse en formas útiles para las plantas. Este proceso de fijación del nitrógeno, lo realizan algunos procariotas como cianobacterias (algas verde-azuladas), Rhizobium, Clostridium. Son las bacterias fijadoras de nitrógeno N2  atmosférico reduciéndolo hasta amoníaco NH3 . Algunas de estas bacterias viven en el suelo y   otras, como el caso del Rhizobium, viven en simbiosis formando nódulos en las raíces de las leguminosas.

Este NH3 fijado es transformado por otro grupo de bacterias que lo oxidan formando NO2 (nitrito) y NO3 (nitrato). Estas bacterias nitrificantes ( género Nitrosomonas y Nitrobacter respectivamente) mineralizadoras son bacterias quimiosintéticas que operan en cadena.

            Este nitrato NO3constituye la fuente principal de nitrógeno para las plantas superiores, las cuales sintetizarán nitrógeno orgánico (grupo –NH2 de los aminoacidos) y por medio de las relaciones tróficas llega a todos los seres vivos del ecosistema.

Cuando éstos mueren, como resultado de la putrefacción de sus restos en el suelo, se libera NH3 que puede ser transformado en Nitrato.

Existen una serie de bacterias, llamadas desnitrificantes (Pseudomonas) que realizan el proceso inverso, liberando N2 a la atmósfera. Así mismo, en los incedios se libera N2.

                El nitrógeno atmosférico también se fija en el suelo mediante las tormentas(oxidación espontánea), erupciones volcánicas y procesos de combustión en motores que oxidos de nitrógeno NOx. Estos gases reaccionan con el vapor de agua de la atmósfera formando HNO3, que contribuye a la formación de la “lluvia acida”.

            La fijación de nitrógeno atmosférico y las cantidades aportadas por tormentas, etc no llegan al 7% que participa en este ciclo. El resto 93% procede de la descomposición de la materia orgánica, de manera que los restos orgánicos son la fuente más importante. Aunque parezca paradójico, dada su abundancia y accesibilidad, el nitrógeno es uno de los nutrientes relativamente más escaso en el suelo, por lo que a menudo es un factor limitante del crecimiento vegetal que nos limita la producción primaria en la mayoría de los ecosistemas naturales y agrícolas. Así se explica  la necesidad de abonar los cultivos con compuestos solubles de nitrógeno. Por este motivo, algunas plantas se asocian simbióticamente con bacterias para asegurarse la provisión de este elemento como las leguminosas e incluso las plantas carnívoras que lo extraen de sus presas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                Esquema

 

 

 

4.4    Ciclo del fósforo

 

El fósforo es uno de los nutrientes más importantes ya que forman parte de los acidos nucleicos y los fosfolípidos. Además tiene una gran importancia ecológica por ser elemento limitante para la productividad de los ecosistemas (incluso llega a ser más limitante que el nitrógeno).

Las mayores reservas de fósforo se encuentran en las rocas fosfatadas (fosforita) que se descomponen por meteorización como fosfato disuelto en el agua del suelo y otra parte es lavado hasta el mar.

El fósforo utilizable del suelo, el ión fosfato PO43 –  es absorbido por los vegetales y transformado en fósforo orgánico. Posteriormente es transportado a lo largo de la cadena trófica hasta que los descomponedores lo vuelven a transformar en fosfato inorgánico.

El fosfato que llega al mar, (1) parte se introduce en la cadena trófica marina mediante el fitoplancton, para terminar en los peces y de éstos a las aves acuáticas, las cuales depositan   sus excrementos ricon en fósforo, en las costas formándose depósito de guano, utilizado como abono. (2) El resto del fósforo queda depositado en los sedimentos marinos tardando millones de años que quedar expuesto a la superficie y entrar de  nuevo en el ciclo.

                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                           esquema

4.4 Ciclo del azufre

            La principal reserva se encuentra mayoritariamente almacenado en la hidrosfera, en forma de sulfato SO4-2.

Durante la evaporación de mares someros y cuencas endorreicas el sulfato se deposita formando yesos.

            Los sulfatos son abundantes en los suelos, porque aunque se pierdan por lavado, se reponen por las lluvias de forma natural.

            En la biosfera los sulfatos resultan imprescindibles para la síntesis de moléculas orgánicas. Sólo las plantas, las bacterias y hongos son capaces de incorporarlos directamente em forma de sulfatos, para reducirlos en primer lugar a SO3 y luego a SH2 utilizable en la biosíntesis vegetal. De esta manera pueden ser transferido a los demás niveles tróficos.

            En los océanos profundos y lugares pantanosos, en ausencia de O2, el sulfato es reducido a SH2 mediante la acción de ciertas bacterias sulfatoreductoras. El SH2  así formado puede seguir dos caminos: (1) uno descendente, combinándose con hierro y precipitando en forma de piritas o quedar atrapado en los sedimentos arcillosos. También puede quedar retenido como impurezas en carbonos y petróleos. (2) otro ascendente, hasta  alcanzar lugares oxigenados donde se oxida   de nuevo a SO4-2 .

            El paso de SH2  del océano a la atmósfera, que sirve para compensar  las pérdidas de SO4-2 hacia el mar, es llevado a cabo por las algas DMS (dimetilsulfuro).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno se encuentra en la troposfera en una proporción del 78%, por tanto su principal reserva es atmosférica. Sin embargo, en esta forma no puede se utilizado directamente como nutiente por los vegetales o animales, por lo que debe convertirse en formas útiles para las plantas. Este proceso de fijación del nitrógeno, lo realizan algunos procariotas como cianobacterias (algas verde-azuladas), Rhizobium, Clostridium. Son las bacterias fijadoras de nitrógeno N2  atmosférico reduciéndolo hasta amoníaco NH3 . Algunas de estas bacterias viven en el suelo y   otras, como el caso del Rhizobium, viven en simbiosis formando nódulos en las raíces de las leguminosas.

Este NH3 fijado es transformado por otro grupo de bacterias que lo oxidan formando NO2 (nitrito) y NO3 (nitrato). Estas bacterias nitrificantes ( género Nitrosomonas y Nitrobacter respectivamente) mineralizadoras son bacterias quimiosintéticas que operan en cadena.

            Este nitrato NO3constituye la fuente principal de nitrógeno para las plantas superiores, las cuales sintetizarán nitrógeno orgánico (grupo –NH2 de los aminoacidos) y por medio de las relaciones tróficas llega a todos los seres vivos del ecosistema.

Cuando éstos mueren, como resultado de la putrefacción de sus restos en el suelo, se libera NH3 que puede ser transformado en Nitrato.

Existen una serie de bacterias, llamadas desnitrificantes (Pseudomonas) que realizan el proceso inverso, liberando N2 a la atmósfera. Así mismo, en los incedios se libera N2.

                El nitrógeno atmosférico también se fija en el suelo mediante las tormentas(oxidación espontánea), erupciones volcánicas y procesos de combustión en motores que oxidos de nitrógeno NOx. Estos gases reaccionan con el vapor de agua de la atmósfera formando HNO3, que contribuye a la formación de la “lluvia acida”.

            La fijación de nitrógeno atmosférico y las cantidades aportadas por tormentas, etc no llegan al 7% que participa en este ciclo. El resto 93% procede de la descomposición de la materia orgánica, de manera que los restos orgánicos son la fuente más importante. Aunque parezca paradójico, dada su abundancia y accesibilidad, el nitrógeno es uno de los nutrientes relativamente más escaso en el suelo, por lo que a menudo es un factor limitante del crecimiento vegetal que nos limita la producción primaria en la mayoría de los ecosistemas naturales y agrícolas. Así se explica  la necesidad de abonar los cultivos con compuestos solubles de nitrógeno. Por este motivo, algunas plantas se asocian simbióticamente con bacterias para asegurarse la provisión de este elemento como las leguminosas e incluso las plantas carnívoras que lo extraen de sus presas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                Esquema

 

 

 

4.4    Ciclo del fósforo

 

El fósforo es uno de los nutrientes más importantes ya que forman parte de los acidos nucleicos y los fosfolípidos. Además tiene una gran importancia ecológica por ser elemento limitante para la productividad de los ecosistemas (incluso llega a ser más limitante que el nitrógeno).

Las mayores reservas de fósforo se encuentran en las rocas fosfatadas (fosforita) que se descomponen por meteorización como fosfato disuelto en el agua del suelo y otra parte es lavado hasta el mar.

El fósforo utilizable del suelo, el ión fosfato PO43 –  es absorbido por los vegetales y transformado en fósforo orgánico. Posteriormente es transportado a lo largo de la cadena trófica hasta que los descomponedores lo vuelven a transformar en fosfato inorgánico.

El fosfato que llega al mar, (1) parte se introduce en la cadena trófica marina mediante el fitoplancton, para terminar en los peces y de éstos a las aves acuáticas, las cuales depositan   sus excrementos ricon en fósforo, en las costas formándose depósito de guano, utilizado como abono. (2) El resto del fósforo queda depositado en los sedimentos marinos tardando millones de años que quedar expuesto a la superficie y entrar de  nuevo en el ciclo.

                                                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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4.4 Ciclo del azufre

            La principal reserva se encuentra mayoritariamente almacenado en la hidrosfera, en forma de sulfato SO4-2.

Durante la evaporación de mares someros y cuencas endorreicas el sulfato se deposita formando yesos.

            Los sulfatos son abundantes en los suelos, porque aunque se pierdan por lavado, se reponen por las lluvias de forma natural.

            En la biosfera los sulfatos resultan imprescindibles para la síntesis de moléculas orgánicas. Sólo las plantas, las bacterias y hongos son capaces de incorporarlos directamente em forma de sulfatos, para reducirlos en primer lugar a SO3 y luego a SH2 utilizable en la biosíntesis vegetal. De esta manera pueden ser transferido a los demás niveles tróficos.

            En los océanos profundos y lugares pantanosos, en ausencia de O2, el sulfato es reducido a SH2 mediante la acción de ciertas bacterias sulfatoreductoras. El SH2  así formado puede seguir dos caminos: (1) uno descendente, combinándose con hierro y precipitando en forma de piritas o quedar atrapado en los sedimentos arcillosos. También puede quedar retenido como impurezas en carbonos y petróleos. (2) otro ascendente, hasta  alcanzar lugares oxigenados donde se oxida   de nuevo a SO4-2 .

            El paso de SH2  del océano a la atmósfera, que sirve para compensar  las pérdidas de SO4-2 hacia el mar, es llevado a cabo por las algas DMS (dimetilsulfuro).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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