Se ha denunciado esta presentación.
Utilizamos tu perfil de LinkedIn y tus datos de actividad para personalizar los anuncios y mostrarte publicidad más relevante. Puedes cambiar tus preferencias de publicidad en cualquier momento.

Circulación de materia y energía en la biosfera 2012

  • Sé el primero en comentar

Circulación de materia y energía en la biosfera 2012

  1. 1. UNIDAD 4: CIRCULACIÓN DE MATERIA YENERGÍA EN LA BIOSFERA * Introducción * Relaciones tróficas * El ciclo de materia y flujo de energía * Las pirámides ecológicas * Factores limitantes de la producción primaria * Los ciclos biogeoquímicos
  2. 2. INTRODUCCIÓN Es el conjunto formado por todos losBiosfera seres vivos que habitan la Tierra. Sistema abierto Se producen entradas y salidas de materia y energía
  3. 3. INTRODUCCIÓN Es un sistema natural integrado por componentes Ecosistema vivos y no vivos que interactúan entre sí. Biocenosis ECOSISTEMA Se compone por Biotopo Biocenosis o comunidad BiotopoParte abiótica del vivos que conviven en elConjunto de seres ecosistema: humedad,temperatura, que se relacionan entre ellosecosistema y gases, salinidad,…
  4. 4. INTRODUCCIÓN La biosfera es la biocenosis de la ecosfera Es el conjunto formado por todos los ecosistemas deEcosfera la Tierra, o sea, es el gran ecosistema planetario. Sistema cerrado Se producen entradas y salidas de energía, pero no de materia
  5. 5. INTRODUCCIÓNBiomas Son los diferentes ecosistemas que hay en la Tierra Zona climática: Zona climática: Templada Fría Templada Fría Zona climática: Zona climática: Cálida Cálida ESTEPADESIERTO FRÍO BOSQUE TUNDRA TAIGA MEDITERRÁNEO CADUCIFOLIO DESIERTO BOSQUE SABANA ECUATORIAL TROPICAL CÁLIDO
  6. 6. RELACIONES TRÓFICASRelaciones Representan el mecanismo de transferencia energética de tróficas unos organismos a otros en forma de alimento. Se re pr es en ta n m ed ian te CADENAS TRÓFICAS están formada por una serie de organismos de un ecosistema ordenados linealmente y en la cual, cada individuo come al que le precede. NIVELES TRÓFICOS productores, consumidores y descomponedores
  7. 7. RELACIONES TRÓFICASCADENAS TRÓFICAS están formada por una serie de organismos de un ecosistema ordenados linealmente y en la cual, cada individuo come al que le precede. ¿Qué cadena trófica podemos obtener observando la figura? PLANTA ACUÁTICA SALTAMONTES RANA ZORRO
  8. 8. RELACIONES TRÓFICASNIVELES TRÓFICOS PRODUCTORES: Son autótrofos (capaces de convertir materia inorgánica en CONSUMIDORES: Heterótrofos orgánica) (utilizan la materia orgánica producida por los autótrofos) CONSUMIDOR SECUNDARIO CONSUMIDOR PRIMARIO DESCOMPONEDORES: Son heterótrofos que descomponen restos orgánicos hasta materia útil para los productores
  9. 9. RELACIONES TRÓFICASNIVELES TRÓFICOS ProductoresPrimer nivel trófico Se dividen en Fotosintéticos Quimiosintéticos Dependen de la luz, son Dependen de la luz, son Independientes de la luz, son Independientes de la luz, son las algas, las plantas, las las algas, las plantas, las bacterias autótrofas. Obtienen bacterias autótrofas. Obtienen cianobacterias yyalgunas cianobacterias algunas energía de la oxidación de energía de la oxidación de bacterias bacterias moléculas inorgánicas moléculas inorgánicas (compuestos del S, N o Fe) (compuestos del S, N o Fe) Glucosa
  10. 10. RELACIONES TRÓFICASNIVELES TRÓFICOS Productores Se usa para Usarla por los fotosintéticos en Se almacena en los tejidos la respiración vegetales y puede ser transferida al resto de niveles tróficos
  11. 11. RELACIONES TRÓFICASNIVELES TRÓFICOS ConsumidoresHeterótrofos que usan la materia orgánica Consumidores primarios o herbívoros: Se producida por los autótrofos, de forma alimentan de los productores y son el 2º nivel directa o indirecta para realizar sus trófico funciones vitales por mecanismos respiratorios Consumidores secundarios o carnívoros: Son el tercer nivel trófico y se alimentan de herbívoros Carnívoros finales: Se alimentan de los carnívoros y constituyen el 4º nivel
  12. 12. RELACIONES TRÓFICASNIVELES TRÓFICOS Consumidores Por lo general cada organismo de un ecosistema se alimenta de diversas fuentes. Una RED TRÓFICA es el conjunto de cadenas tróficas interconectadas que pueden establecerse en el ecosistema. Omnívoros: Senecrófagos: Se alimentan de cadáveres Saprofitos o o alimentan de más de un nivel trófico y es Carroñeros detritívoros: Consumen todo tipo de detritus un carácter adaptativo que garantiza la supervivencia
  13. 13. RELACIONES TRÓFICASNIVELES TRÓFICOS DescomponedoresHeterótrofos de un tipo especial de detritívoros que transforman la materia orgánica en inorgánica útil para los productores Materia Materia orgánica orgánica PRODUCTORES DESCOMPONEDORES Materia Materia inorgánica inorgánica
  14. 14. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAEcosistemas Sigue n prin cipio s de SOSTENIBILIDAD NATURALReciclan la materia al máximo obteniendo nutrientes queno se escapen y sin producir desechos no utilizables Usan la luz solar como fuente de energía
  15. 15. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍA Se transmiten en losMateria y Relaciones alimentarias entre energía ecosistemas por organismos Flujo de energía (abierto) El reciclado de la materia (cerrado)
  16. 16. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAEl reciclado de la materia (cerrado) BIODEGRADABLE Es Materia Materia orgánica orgánica Vía aerobia DESCOMPONEDORES Lo pueden hacer por Vía anaerobia Materia Materia inorgánica inorgánica Vuelve a ser utilizada por los productores Se recicla y no se pierde
  17. 17. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAEl reciclado de la materia (cerrado) El ciclo de la materia tiende a ser cerrado A veces los nutrientes se escapan de la biosfera por: Gasificación: Hacia la atmósfera Lixiviado: Lavado y arrastre de los materiales solubles del suelo Transformación en combustibles: Se almacenan en la litosfera
  18. 18. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAFlujo de energía (abierto) La energía solar entra mediante fotosíntesis en las cadenas tróficas Pasa de unos eslabones a otros mediante el alimento Sale en forma de calor El flujo de energía es abierto Flujo abierto y unidireccional
  19. 19. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAFlujo de energía (abierto) Regla del 10%: La energía Se cumple la primera ley de la termodinámica: que pasa de un nivel trófico es La energía entrante en la cadena trófica = Energía aproximadamente el 10% de la acumulada en cada nivel en forma de biomasa + Calor acumulada en el desprendido La disminución del flujo de energía hace que el nº de eslabones tróficos sea reducido (no más de 5)
  20. 20. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Biomasa (B) Son medidas para Producción (P) evaluar la rentabilidad de cada nivel trófico o Productividad de un ecosistema Tiempo de renovación Eficiencia
  21. 21. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Cantidad de materia orgánica de un nivel trófico o de un ecosistema Biomasa (B) Incluye Se mide M.O. viva Con unidades de masa (kg, g, mg,..) Fitomasa o con unidades de energía (1 g de Zoomasa materia orgánica = 4 o 5 kcal) M.O. muerta o necromasa Se calcula haciendo referencia a su cantidad por área o volumen (g C/cm2 , kg C/m2, …) Es la manera que tiene la biosfera de almacenar energía solar
  22. 22. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Biomasa (B)En forma de biomasaes como se transfiere la energía de unos niveles a otros a lo largo de la cadena trófica.
  23. 23. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Representa la cantidad de energía que Producción (P) fluye por cada nivel trófico Se expresa como Producción primaria Se g C/m · día, kcal/ha · año,… 2 divide Energía fijada por los Energía fijada por los en organismos autótrofos 1 J = 0,24 cal organismos autótrofos Vatio (J/s) Producción secundaria Corresponde al resto Corresponde al resto de niveles tróficos de niveles tróficos
  24. 24. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍA PRODUCCIÓN BRUTA (Pb)Parámetros tróficos Energía fijada en cada nivel trófico por unidad de tiempo Producción (P) Productores  total fotosintetizado/ día o añoProducción primaria Consumidores  alimento asimilado/alimento ingeridoProducción secundaria En ambos casos hay que diferenciar PRODUCCIÓN NETA (Pn) Energía almacenada en cada nivel trófico por unidad de tiempo Representa el aumento de biomasa por unidad de tiempo Se obtiene restando a la Pb la energía consumida en el proceso respiratorio de automantenimiento Pn = Pb - R
  25. 25. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍA Parámetros tróficos Producción (P)Energía solar Respiración Respiración Respiración Pb Pn Pb Pn Productores PPn de los carnívoros PPb herbívoros Energía no E no utilizada E no Calor Energía no asimilada asimilada Descom- utilizada ponedores
  26. 26. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Producción (P)• Primer nivel. • Resto de los niveles.– Sólo entre un 2 y un 5 % de la energía – Sólo el 10% de la energía acumulada porsolar incidente es aprovechada por la los productores en forma de biomasa sefotosíntesis y transformada en materia transfiere a los herbívoros. Se pierdeorgánica. energía en forma de calor y con las heces.
  27. 27. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Relación entre la producción neta (cantidad de energía almacenada por unidad de Productividad tiempo) y la biomasa (materia orgánica total) Pn/B Conocida como tasa de renovación Mide la velocidad con que se renueva la biomasa Período que tarda en renovarse un nivel Tiempo de renovación trófico o sistema B/Pn Se mide en Días, años,…
  28. 28. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Representa el rendimiento de un nivel trófico o de un sistema y se calcula con el cociente Eficiencia salidas/entradas Se valora desde deferentes tipos de vista Eficiencia de los productores Energía asimilada/energía incidente < 2% (corresponde a la producción bruta) < 2% (corresponde a la producción bruta) Pn/Pb Cantidad de energía incorporada respecto al total asimilado 10 – 40% en el fitoplacton >50% vegetación terrestre 10 – 40% en el fitoplacton >50% vegetación terrestre En consumidores Pn/alimento total ingerido o engorde/alimento ingerido
  29. 29. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Fracción de la producción neta de un determinado nivel que se convierte en producción neta del nivel siguiente Eficiencia ecológica (PN/PN del nivel anterior) · 100 Teniendo en cuenta la regla del 10 % es más rentable (eficiente) alimentarse del primer nivel ya que se aprovecha más la energía y se puede alimentar a un mayor número de individuos. (Referencia al vegetarianismo como movimiento ecológico).
  30. 30. RESUMEN PARÁMETROS TRÓFICOS PRODUCTIVIDAD TIEMPO DE EFICIENCIA BIOMASA PRODUCCIÓN Tasa de renovación RENOVACIÓN La cantidad de energía Es el tiempo que tardaCantidad de Materia almacenada por Energía por en renovarse un nivel trófico Orgánica unidad de tiempo cada nivel trófico o un ecosistema Por nivel trófico o en unen todo el ecosistema eslabón o ecosistema Se puede medir en en relación con días, años, ... SECUNDARIA la materia orgánica total Niveles consumidores PRIMARIA Nivel de productores El porcentaje de energía Pn / B B / Pn que es transferida desde un g C/m2 . día nivel trófico al siguiente g C/cm2 Kcal/ha . año kg C/m2 Es la parte tm C/ha de la producción neta de un determinado P. BRUTA P. NETA nivel trófico que se convierte en Pn/Pn del nivel anterior . 100 Pn del nivel siguiente Energía fijada Energía almacenada Pn/Pb . 100 Mide la cantidad de energía por unidad de tiempo por unidad de tiempo incorporada a un nivel trófico respecto del total asimilado Pn = Pb - R
  31. 31. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAParámetros tróficos Observa el siguiente dibujo en el que se expresa el destino de la energía de los alimentos en kilocalorias en el caso de un herbívoro durante un día. • a) Calcula la producción bruta, la producción neta, la eficiencia y la productividad, teniendo en cuenta que la vaquita pesa 500 kg. • b) Si “ al aumentar la produccion bruta de un individuo, aumenta su producción neta; al aumentar ésta, aumenta la biomasa; pero al aumentar la biomasa, aumenta la respiración; y al aumentar ésta última, disminuye la producción neta”. Dibuja y explica el diagrama causal y aplícalo al caso de esta vaquita.
  32. 32. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍA El problema ambiental de la bioacumulación http://cienciassobrarbe.wordpress.com/2011/05/19/bioacumulacion/Energía solar Materia inorgánica Productores Consumidores Consumidores Consumidores primarios secundarios terciarios Descomponedores Los contaminantes del medio ingresan en las cadenas tróficas y se transfieren junto con la materia y la energía de unos a otros niveles
  33. 33. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAEl problema ambiental de la bioacumulación Proceso de acumulación de sustancias tóxicas o de compuestos orgánicos sintéticos, en organismos vivos, Bioacumulación en concentraciones cada vez mayores y superiores a las registradas en el medio ambiente. Ocurre cuando las sustancias ingeridas no pueden ser descompuestas ni excretadas Se mide por el factor de bioconcentración: Relación entre la concentración en el organismo y el aire o agua circundante La sustancia puede provenir del La vía de entrada puede ser suelo, aire, agua o seres vivos digestiva, respiratoria o cutánea Al no metabolizarse se acumula Altas concentraciones causan lesiones o la muerte y la en grasas y órganos internos concentración se eleva al subir en la cadena trófica
  34. 34. CICLO DE MATERIA Y FLUJO DE ENERGÍAEl problema ambiental de la bioacumulaciónA la vista del siguiente gráfico, calcular la concentración de PCBs (Policloruros debifenilo) en las gambas y en las gaviotas del lago Ontario, teniendo en cuenta que sepresentan los factores de bioconcentración de cada una de las especies en lacadena alimentaria.
  35. 35. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICASRepresentan gráficamente como varía una característica entre los diferentesniveles tróficos Cada nivel se representa por un piso de la pirámide consumidores terciarios La base es el nivel de los consumidores secundarios productores y encima están por orden los demás niveles consumidores primarios La altura de los pisos es igual productores y la anchura es proporcional a la característica que se representa (energía acumulada, biomasa o nº de individuos)
  36. 36. 3 LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICAS Tipos de pirámides tróficas Pirámide de energíaPirámides de biomasa Pirámides de números
  37. 37. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICASPirámides de energía • Cada piso de la pirámide representa la energía almacenada por cada nivel trófico • Es la única que nunca puede ser invertida, pues ningún nivel puede tener menos energía que el siguiente al que sustenta (regla del 10%)
  38. 38. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICASPirámides de biomasa • En cada piso se representa a biomasa (cantidad de materia orgánica) • Lo normal es que al ascender los pisos sean menores, ya que la materia orgánica se usa para producir energía (regla del 10%)
  39. 39. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICASPirámides de biomasa • En ecosistemas terrestres la biomasa de los consumidores primarios es muy pequeña al compararla la de los productores (grandes diferencias en los niveles)
  40. 40. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICASPirámides de biomasa • En algunos ecosistemas acuáticos pueden darse casos de pirámides de biomasa invertidas • En estos casos biomasa de los productores es menor, pero crecen y se reproducen con rapidez
  41. 41. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICASPirámides de números • En cada piso se representa el nº total de individuos
  42. 42. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICASPirámides de números • No tienen en cuenta el tamaño del individuo • Puede haber pirámides invertidas
  43. 43. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICAS
  44. 44. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA Constituyen la base de las Producción primaria cadenas tróficasSe puede Energía fijada por los Energía fijada por losaumentar organismos autótrofos organismos autótrofos Para conseguir más alimentoscontrolando es necesario su incrementosus Ley del mínimo de LIEBEG: Factores limitantes El crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por el único elemento que se encuentra en una cantidad inferior a la mínima necesaria y que actúa como factor limitante Factor del medio (luz, Tª, humedad) o elemento (P,N,Ca, K,…) que escasea en el medio, y que limita el crecimiento de los seres vivos
  45. 45. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA Energía necesaria en la fotosíntesis Se diferencian en Energía interna Cantidad de luz solar utilizada (0,06 - 0,09 % del total incidente) Energías externas También necesarias para la producción primaria Energías de procedencia solar, Aportadas por seres humanos, las ENERGÍAS EXTERNAS: ENERGÍAS DE APOYO Y AUXILIARES: Ciclo del agua, vientos, Maquinaria, riego, invernaderos, desplazamientos de aguas, plaguicidas, abonos químicos, variaciones de temperatura, selección de semillas,lluvias, movimientos de nutrientes combustibles fósiles,..
  46. 46. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA Limitan la producción primaria en áreas continentales Si aumentan aumenta la producción primaria Temperatura y humedadFactores limitantes de la Falta de nutrientesproducción primaria Luz y disposición de las unidades fotosintéticas Un aumento incrementa la producción, pero si aumenta en exceso decrece bruscamente. Ya que las enzimas fotosintéticas se desnaturalizan.
  47. 47. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIATemperatura y humedad RuBisCO (ribulosa-1,5-bisfosfato carboxilasa oxigenasa) [O2] 21% [CO2] 0,03% [O2] > 21% y/o [CO2] < 0,03% Esta enzima se ve condicionada también por las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono.
  48. 48. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIATemperatura y humedad Atmósfera: 21 % de O2 y 0’03 % CO2 CO2 RuBisCo Fotosíntesis H2O Formación de materia orgánica y desprendimiento de oxígeno
  49. 49. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA Temperatura y humedad Si bajan los niveles de CO2 y suben los niveles de O2 O2 Fotorrespiración RuBisCo No se forma materia orgánica Proceso parecido a la respiración Se consume oxígeno y se Ocurre en presencia de luz desprende CO2a la vez que la fotosíntesis, que se ralentiza Disminuye la eficiencia fotosintética El proceso sigue hasta equilibrar los niveles de Se rebaja la producción de materia ambos gases orgánica
  50. 50. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIATemperatura y humedad PLANTAS C3 Según ocurran los Según ocurran los procesos de fotosíntesis yy procesos de fotosíntesis fotorrespiración las plantas fotorrespiración las plantas de dividen de dividen PLANTAS C4 Según el nº de C que contiene el primer compuesto sintetizado en su proceso fotosintético
  51. 51. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIATemperatura y humedad PLANTAS C3 Se cierran Pierden mucho agua los estomas SEQUÍA a través de los estomas Aumenta el oxígeno Ningún problema Fotorrespiración Disminuye el CO2 en climas húmedos Se reduce la eficiencia fotosintética
  52. 52. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA Temperatura y humedad PLANTAS C4 Mecanismo que les permite Cactus y Adaptaciones bombear el CO2 plantas del desierto morfológicas y acumularlo en sus hojas Mecanismo CAM Evitan la fotorrespiración Cierran los estomas durante el día Fijan el CO2 durante la noche Fotosíntesis con el almacenadoMayor producción de materia orgánica durante el día
  53. 53. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIATemperatura y humedad Adaptaciones si la temperatura una parte del año es baja Predominio de las plantas herbáceas Estructuras hibernantes subterráneas: Bulbos, tubérculos, rizomas Fotoperiodo:Época de máximo desarrollo de hojas y flores
  54. 54. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIAFalta de nutrientes La eficiencia fotosintética depende de la presencia de ciertos nutrientes Su presencia depende de los mecanismos de reciclado, que dependen de las energías externas El CO2 no lo es El N le sigue en importancia El P es el principal
  55. 55. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIAFalta de nutrientes Productores descomponedoresEn ecosistemas marinos A mayor distancia  más energías externas Zonas de afloramientoEn ecosistemas terrestres Distancia entre productores y descomponedores menores
  56. 56. FACTORES LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIALuz y disposición de las unidades fotosintéticas Salvo en las profundidades oceánicas, no es muy común que la falta de luz sea un factor limitante, pero la propia estructura del aparato fotosintético de los cloroplastos es un factor limitante. Los fotosistemas (sistemas de captación) se hacen sombra Los fotosistemas tiene varias unidades de captación (clorofilas y carotenos) pero solo un centro de reacción Al aumentar la intensidad lumínica aumenta la producción primaria, pero a un determinado nivel se satura ya que el centro de reacción actúa a modo de cuello de botella
  57. 57. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Camino que sigue la materia que escapa de la biosfera hacia otros subsistemas terrestres (A, H, L) antes de retornar a la B. El tiempo de permanencia de los elementos en los distintos subsistemas es muy variable. Se llama reserva o almacén al lugar donde la permanencia es máxima. Los ciclos tienden a ser cerrados. Las actividades humanas ocasionan apertura y aceleración de los ciclos contraviniendo el principio de sostenibilidad de reciclar al máximo la materia.Esto origina que se escapen nutrientes y se produzcan desechos
  58. 58. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del CARBONO Erupciones volcánicas CO2 atmosférico Ciclo de la rocas c ió n Re spira Fotosíntesis Difusión directa: Productores paso a la hidrosfera Consumidores Combustión CO2 disuelto Restos orgánicos Ecosistemas acuáticos Extracción Rocas calizasCombustibles Carbonatadas Descomponedores fósiles Enterramiento Y silicatos cálcicos geológico
  59. 59. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del CARBONO• El principal depósito es la atmósfera• El ciclo biológico del C  es la propia Biosfera quien controla los intercambios de este elemento con la atmósfera …• Se fija por la fotosíntesis y el intercambio por difusión directa con la hidrosfera• Se devuelve a la atmósfera por la respiración de seres vivos• El ciclo biológico moviliza cada año el 5 % del CO2 atmosférico  en 20 años se renueva totalmente ….• Sumideros fósiles: – Almacén de Carbono – La materia orgánica sepultada y en ausencia de oxígeno  fermentaciones bacterianas que la transforman en carbones y petróleos – Esto supone una rebaja importante de los niveles de dióxido de C en la atmósfera• El retorno del CO2 almacenado durante millones de años por erupciones volcánicas, a la atmósfera
  60. 60. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del CARBONO ROCAS CARBONATADAS CO2 + H2O + CaCO3 Ca2+ + 2HCO3- 1 ROCAS SILICATADAS 2CO2 + H2O + CaSiO3 Ca2+ + 2HCO3- + SiO2 2 En el mar, los animales marinos transforman el bicarbonato y los iones de Calcio en carbonato que incorporan en sus tejidos endurecidos 2HCO3- + Ca2+ CaCO3 + CO2 + H2O 3 El carbonato formará parte de los sedimentos 1 + 3Balances No hay pérdidas netas del dióxido atmosférico 2 + 3 Sólo devuelven a la atmósfera 1 CO2  sumideros
  61. 61. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del FÓSFORO Sedimentos y rocas sedimentarias FOSFATOS Descomponedores Consumidores Productores ura ic ult r n ag oe ad fat fos Ecosistemas acuáticos no A bo Excrementos Colonias de aves marinasGUANO en la costa pacífica Retorno a tierra de Sudamérica
  62. 62. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del FÓSFORO• El P no se presenta en forma gaseosa, no puede tomarse del aire• La mayoría está inmovilizado en los sedimentos oceánicos• Se libera muy lentamente, por meteorización de rocas fosfatadas• Principal factor limitante  recurso no renovable• Fosfatos liberados por rocas fosfatadas y cenizas volcánicas son transportadas por aguas corrientes hasta lagos o el mar  precipitan y forman los almacenes sedimentarios• Tiempo de permanencia en ecosistemas terrestres: 100 a 10.000 años• Tiempo de permanencia en los ecosistemas acuáticos: 1 a 10 años• El hombre elabora abonos utilizando las reservas minerales en rocas sedimentarias.• El P es poco abundante en los seres vivos (1 % en animales y 0’2 % en vegetales) pero importante: – Huesos, caparazones – ATP, ADN y ARN, NADP, NADPH
  63. 63. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del NITRÓGENOErupciones N2 atmosférico Fijaciónvolcánicas Descomponedores Biológica atmosférica IndustrialConsumidores Productores Medio NITRATOS acuático s ca nte Disolución y Procesos de putrefacción de i la materia orgánica muerta n itrif transporte rias cte Ba NH3 Bacterias desnitrificantes
  64. 64. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del NITRÓGENO• El nitrógeno libre forma el 78 % de la atmósfera• El nitrógeno inerte es prácticamente inaccesible para la mayoría de los seres vivos.• Otros componentes atmosféricos: NH3 , de las emanaciones volcánicas, y Nox que se forman en las tormentas eléctricas• Fijación industrial: por el método Haber-Bosch: se pasa del N 2 a formas activas de forma parecida a la fijación atmosférica y a la combustión a altas temperaturas  amoníaco y fertilizantes• Fijación atmosférica: tormentas eléctricas• Fijación biológica: bacterias y hongos que transforman el N 2 atmosférico en nitratos disponibles para las plantas: – Bacterias: Azotobacter (suelo), cianobacterias (fitoplancton) y Rhizobium (simbiosis en las raíces de leguminosas) – Hongos: gen. Frankia, actinomiceto que forma nódulos radiculares con árboles como el aliso – La mayor parte del nitrógeno disponible para los seres vivos (93 %) procede de la actividad de los descomponedores
  65. 65. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del NITRÓGENO• NITRIFICACIÓN: reacciones químicas de formación de nitratos• Una de ellas es la fijación biológica• Otra, a partir del amoníaco con intervención de las bacterias nitrificantes: Nitrosomonas Nitrobacter NH3 NO 2 - NO3-• Las bacterias desnitrificantes empobrecen el suelo en nitrógeno• Actúan cuando el suelo se encharca  condiciones anaeróbicas• También actúan cuando el suelo sufre un pisoteo excesivo. (sobrepastoreo) Las erupciones volcánicas emiten a la atmósfera Nitrógeno gaseoso, amoniaco y óxidos de nitrógeno (especialmente NO)
  66. 66. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del NITRÓGENO Procesos de combustión Reacción de N2 y O2 a altas motores temperaturas + vapor de aguaNitratos Lluvia ácida Ácido nítrico NO2 Suelo Fijación industrial Liberación de Potente gas Liberación de de efecto y N2O a la N2O a la invernadero abonado excesivo atmósfera atmósfera Fertilización excesiva Eutrofización Escasez de otros nutrientes: del medio Aumenta el crecimiento vegetal calcio, magnesio, etc acuático
  67. 67. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS El ciclo del AZUFRE Erupciones volcánicas H2S a la atmósfera Quema de SO2 a la atmósfera H2SO4 combustibles fósiles SO3 Consumidores Productores ida S DM á c via s ga Llu Al H2S Suelos: SO42- Bacteria s sulfator reducto Sulfatos: SO42- r as precipitación Sulfuros de Fe Carbones y petróleosPizarras y otras rocas con sulfuros Yesos
  68. 68. LOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS• El de sulfatos esdel AZUFRE El principal almacén ciclo la hidrosfera.• La transferencia entre la tierra y el océano es bastante lenta• Por evaporación de lagos y mares poco profundos los sulfatos se depositan formando yesos• Los sulfatos son abundantes en los suelos, se pierden por lixiviado, pero son repuestos por las lluvias• Sólo plantas, bacterias y hongos incorporan directamente el sulfato – SO42-  SO3  H2S utilizable en la biosíntesis vegetal• Al morir los seres vivos liberan el sulfuro de hidrógeno a los demás subsistemas terrestres• En océanos profundos y lugares pantanosos el sulfato, en ausencia de oxígeno, se reduce a H2S liberando oxígeno para la respiración de otros seres vivos• El sulfuro puede alcanzar lugares oxigenados donde forma de nuevo sultato, mediante proceso fotosintético o quimiosintético, en presencia o ausencia de luz y por la acción de bacterias quimiosintéticas• Los sulfuros pueden precipitar en forma de piritas. Pueden ser atrapados en sedimentos arcillosos, carbones y petróleos

×