Ciclo del Nitrógeno

Ciclo del Nitrógeno

El Nitrógeno es un elemento básico de la vida , los seres vivos requieren átomos de nitrógeno para la formación de moléculas orgánicas que conforman estructuras tales como proteínas y ácidos nucleicos. Al igual que el Carbono, el nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de los seres vivos antes de volver a la atmósfera.

El nitrógeno se encuentra en los ecosistemas en tres formas: 

• Como gas N2 en la atmósfera
• Como nitrógeno inorgánico en el suelo y en el agua en forma de nitratos(NO3-), nitritos (NO2-) y sales de amonio (NH4+)
• Como nitrógeno orgánico contenido en las proteínas y en los ácidos nucleicos de los seres vivos y de sus restos

El principal depósito de Nitrógeno del planeta se encuentra en la atmósfera, donde alcanza un porcentaje del 78 %. Las plantas y los animales no pueden tomarlo directamente del aire; por eso llevan a cabo procesos de fijación , en los que intervienen los microorganismos descomponedores.

La fijación biológica del nitrógeno la realizan bacterias tales como Rhizobium y Azotobacter, que se encuentran en las raíces de algunas plantas como las leguminosas. 

Rhizobium

El nitrógeno incorporado por estos microorganismos se fija en los vegetales, formando las proteínas que ingresan en la cadena alimentaria y el sobrante es eliminado por la orina de los animales, como sales amoniacales. Otras bacterias que viven en los suelos transforman este amoníaco (NH3) en sales de nitrógeno, que también pueden ser aprovechadas por las plantas.

Por otro lado, algunos hongos junto con otras bacterias como Pseudomonas transforman las sales de nitrógeno en nitrógeno gaseoso que vuelve a la atmósfera. 

Este ciclo es importante para la producción agropecuaria, ya que de él depende una buena concentración de proteínas en vegetales y animales. 

Ciclos biogeoquímicos

CICLO DE LA MATERIA

Ciclos biogeoquímicos

Una de las principales características de la materia es que nunca se pierde, siempre se transforma y es reutilizada por otros organismos.

A partir de las relaciones tróficas, y de las cadenas y pirámides que conforman éstas relaciones, puede determinarse el ciclo que realiza la materia en los ecosistemas. 

Como consecuencia de los procesos asociados con las funciones vitales, los organismos productores y consumidores eliminan materiales de desechos. Estos materiales, junto con los cadáveres de seres vivos, constituyen materia orgánica, o materia biodegradable que es aprovechada por los descomponedores.

La materia circula desde el mundo vivo hacia el biotopo y de regreso; esta circulación constituye los ciclos biogeoquímicos. En la Tierra se encuentran 4 ciclos de la materia bien determinados: del carbono, nitrógeno, fósforo y agua. También algunos incluyen al óxigeno como otro ciclo de importancia.

Éstos ciclos son importantes para los seres vivos debido a que en  estos participan sustancias utilizadas para formar los componentes químicos de las células.

Ciclo del Carbono

Los seres vivos deben disponer de carbono, porque las moléculas que constituyen toda forma de vida (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos e hidratos de Carbono) contienen dicho elemento.

El carbono se encuentra en la naturaleza en el dióxido de carbono atmosférico( CO2), en los compuestos orgánicos de los seres vivos, en los carbonatos disueltos en las aguas ( mares, ríos, lagos) , en las rocas calizas, en el carbón y en el petróleo.

De todas estas fuentes de dióxido de carbono los seres vivos utilizan el  CO2 atmosférico, los carbonatos disueltos en agua y el carbono de la materia orgánica de los propios seres vivos.

El Carbono del CO2 y de los carbonatos disueltos en las aguas puede ser captado por las plantas terrestres, las algas y el fitoplancton e incorporado por medio de la fotosíntesis en sus compuestos orgánicos.  Este carbono contenido en los compuestos orgánicos de los productores servirá de fuente de carbono para los consumidores.

Todos los niveles tróficos devuelven una gran parte del carbono asimilado a la atmósfera por medio de la respiración.

Los descomponedores al actuar sobre los excrementos, los restos vegetales y animales y los cadáveres, devuelven también a través de la respiración el resto cerrando el ciclo. 

Una gran parte del Carbono contenido en el CO2 y en los carbonatos será transformado en caparazones y esqueletos. Este Carbono formará rocas calizas de origen biológico.

Una pequeña parte del carbono contenido en los compuestos orgánicos no es consumida ni degradada por los descomponedores y se transforma en Carbón o en petróleo quedando almacenado en las rocas durante millones de años. La combustión del carbón y del petróleo devuelve este carbono a la atmósfera en forma de CO2.

CICLOS DE MATERIA Y ENERGÍA

CICLO DE LA ENERGÍA

En los ecosistemas existe un flujo de energía y una circulación de materia continuos. El recorrido de la energía comienza con la energía lumínica del Sol, utilizada por los organismos fotosintetizadores y finaliza con la energía calórica, que se desprende de los organismos vivos. Podríamos decir que nuestro planeta se comporta como un sistema abierto respecto a la energía ya que depende de un ingreso constante de energía lumínica para su mantenimiento. la energía solar, después de ser transformada y utilizada, se elimina en forma de calor.

La materia en cambio, a través de sucesivas transformaciones, realiza recorridos cíclicos desde el ambiente físico hacia los seres vivos, para volver a integrarse al ambiente físico. Por esto la Tierra actuaría como un sistema cerrado. La cantidad de materia presente en la Tierra actualmente es aproximadamente igual a la existente en otras épocas geológicas.

Ruta de la energía en los ecosistemas

La energía ingresa a los  ecosistemas en forma de luz. Ésta es utilizada por los productores para realizar el proceso de fotosíntesis, por medio del cual elaboran material orgánico, que contiene energía química proveniente de las transformación de la energía lumínica. La energía así obtenida es aprovechada, tanto por los productores como por el resto de los organismos, para llevar a cabo sus funciones vitales. 

A medida que se llevan a cabo estas funciones, parte de la energía química contenida en los materiales orgánicos por el proceso de respiración celular en energía calórica. Esta energía calórica se libera al ambiente y no es utilizada por ningún ser vivo. 

Relaciones Tróficas dentro de los Ecosistemas

En un ecosistema, los seres vivos interactúan entre sí (biocenosis) y con los componentes del biotopo. Para que los organismos vivos perduren en su ambiente es imprescindible que puedan alimentarse, éste tipo particular  de relación se denomina Relación trófica.

Estas relaciones determinan una transferencia de materia y energía entre los seres vivos y el medio físico y también desde un ser vivo a otro.

Dentro de un ecosistema los organismos vivos se alimentan unos de otros formando Cadenas Alimentarias, estableciéndose diferentes relaciones entre quien se como a quien. Se puede establecer una jerarquía o categorización de acuerdo a como los individuos obtienen materia y energía y se los denomina Niveles Tróficos.

Los niveles tróficos son tres:

PRODUCTORES

Son organismos autótrofos capaces de producir su propio alimento, usando la energía solar. Dentro de este grupo se encuentran las plantas, las algas y algunas bacterias.

 (Componentes del fitoplancton)

                                            Algas verdes

CONSUMIDORES

Son todos los organismos que ingieren materia orgánica vegetal o animal . Se pueden clasificar en Herbívoros (se alimentan de vegetales), Carnívoros ( animales), carroñeros, etc dependiendo de cuál es su tipo de alimento. Los consumidores que se alimentan de los productores se los denomina CONSUMIDORES PRIMARIOS, los que se alimentan de los consumidores primarios se los denominan CONSUMIDORES SECUNDARIOS y los que se alimentan de estos son los TERCIARIOS y así sucesivamente.

DESCOMPONEDORES

Son hongos y bacterias que degradan materia orgánica en descomposición proveniente de animales y plantas muertas.

Bacterias

Bacterias

Hongos