el suelo

Ciclo de la Materia y Flujo de la Energía

Ciclo de la materia

Los cinco elementos fundamentales de los seres vivos (carbono, oxigeno, hidrógeno, nitrógeno y fósforo) también se encuentran en la naturaleza inanimada.

Lo mismo ocurre con otros elementos presentes en cantidades mas reducidas (calcio, potasio, sodio, estaño, azufre, flúor , cloro, vanadio, magnesio, hierro, etc.).

Todos estos elementos circulan por, rutas bien marcadas, desde el mundo no viviente hasta los organismos vivos y de estos regresan al punto de partida para recomenzar su trayectoria.

Tal es el ciclo de la materia.

Los seres vivos obtienen la materia con la que están formados, del medio ambiente en el que viven y la energía del sol.

Pero solo los organismos autotrofos -las plantas-, son capaces de fabricar la materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas obtenidas del medio, valiéndose de la energía lumínica, que transforman en energía química.

En cambio, los organismos heterotrofos -los animales- al no poder transformar la energía solar, deben nutrirse de plantas o si son carnívoros, de animales herbívoros.

Los materiales inorgánicos utilizados por los seres vivos provienen del suelo, del agua y de la atmósfera.

El funcionamiento celular requiere cloruros, fosfatos, sodio, potasio, etc.

La hemoglobina necesita hierro; la clorofila, potasio; los huesos, fosfato de calcio; los caparazones calcáreos, carbonato de calcio.

Las sustancias inorgánicas se transforman en sustancias orgánicas, dando lugar a los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Los elementos químicos esenciales para los sores vivos, utilizados como sustancias inorgánicas o convertidos en compuestos orgánicos, circulan entre el ambiente abiótico y la comunidad biótica en forma cíclica.

Veamos, a modo de ejemplo, algunos casos.

Ciclo del carbono

El carbono se encuentra en el aire en forma de bióxido de carbono (CO²) en proporción del 0,03 %, y disuelto en el agua en forma de CO² o como carbonatos y bicarbonatos.

El CO² es aprovechado por los organismos autótrofos para elaborar sustancias orgánicas mediante el proceso de fotosíntesis.

Los compuestos resultantes, como la glucosa y sus derivados, son utilizados para formar estructuras vegetales o como combustibles que se degradan para producir energía (respiración aeróbica) devolviendo bióxido de carbono al ambiente.

Los compuestos orgánicos de los productores pasan a los consumidores que se alimentan de
ellos, utilizándolos para construir estructuras y como combustibles para obtener energía.

Por su parte los descomponedores (hongos y bacterias) se nutren de los materiales orgánicos de desecho (detritus, restos de seres vivos) y, mediante combustiones que realizan para obtener energía, devuelven el carbono al ambiente en forma inorgánica.

Ese carbono volverá a ser utilizado por los productores y el ciclo se repetirá.

Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno molecular es el principal componente de nuestra atmósfera (78 °A).

Pero este componente del aire es aprovechado en forma directa solo por dos tipos de microorganismos: las algas y las bacterias fijadoras de nitrógeno.

Algunas de estas bacterias tienen vida libre; otras se encuentran en las células de las raíces de las leguminosas.

El resto de los productores usa nitratos, que obtienen del suelo o del agua.

De este modo el nitrógeno inorgánico es transformado por los vegetales en compuestos orgánicos que luego pasan a los consumidores.

Como resultado de ciertos procesos metabólicos se producen algunas sustancias nitrogenadas de desecho como la urea y el ácido que los animales excretan.

Estos desechos y los compuestos nitrogenados de los vegetales y animales muertos sirven de nutriente a los descomponedores, que los transforman en amoniaco y sales de amonio.

Las bacterias nitrificantes restablecen los niveles de nitratos disponibles y las desnitrificantes transforman los nitratos del suelo en nitrógeno molecular que vuelve a la atmósfera, con lo que se renueva el ciclo.

Ciclo del fósforo

Tal como acontece con otros minerales, el fósforo se libera de los tejidos muertos mediante la actividad de los descomponedores.

Luego es captado del suelo y el agua por las plantas y sigue su trayectoria cíclica a través del ecosistema.

El fósforo es esencial para todos los seres vivos como componente de moléculas portadoras de energía, como et adenosin-tri-fosfato (ATP), y también de los nucleótidos del ADN y el ARN.

Este no es un ciclo cerrado, porque cierta proporción de materiales fosforados no queda disponible para su pronta reutilización por la comunidad biótica, sino que permanece largos periodos en depósitos sedimentarios de difícil movilización.

Ciclo del oxigeno

Para realizar la fotosíntesis, las plantas verdes toman del ambiente H2O y CO2.

En la etapa luminosa de la fotosíntesis se libera oxígeno que pasa al ambiente.

Este gas es utilizado por las plantas y los animales en el proceso de la respiración celular para obtener energía.

En la respiración se forma, paralelamente, H2O que también vuelve al ambiente.

Hemos descrito algunos de los ciclos de la materia, mas importantes.

En Resumen

Los esquemas de todos ellos son similares y pueden resumirse diciendo que los elementos de la naturaleza, pasan del mundo inorgánico a los productores de plantas), que los transfieren a los consumidores (animales), en tanto que los descomponedores (bacterias) los toman de unas
y otros para devolverlos al ambiente como materia inorgánica, en un ciclo que se repite sin cesar.

ciclo de la materiaLos animales herbívoros se alimentan de plantas y los carnívoros, de animales herbívoros. Unos directamente y otros indirectamente, utilizan los nutrientes orgánicos que las plantas sintetizan a partir de la materia inorgánica.

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