Ciclos biogeoquimicos

1. Ciclos biogeoquímicos

2. El ciclo de los elementos…
• Los átomos en tu cuerpo han estado reciclándose a través de la
biósfera por mucho, mucho tiempo, y han formado parte de muchos
organismos y compuestos no vivos en el trayecto. Puedes creer o no
en la reencarnación como concepto espiritual, ¡pero no hay duda que
los átomos de tu cuerpo han sido parte de una enorme cantidad de
cosas vivas y no vivas a lo largo de los años!

3. Carbono
• Elemento fundamental para la vida
• Fotosíntesis, ADN, azucares, lípidos, proteínas…..
• Combustibles fósiles, liberación de CO2
• Diamantes…

4. Los ciclos de carbono
• El ciclo del carbono se estudia con más facilidad como dos ciclos más
pequeños interconectados:
• Uno que comprende el intercambio rápido de carbono entre los
organismos vivos
• Y otro que se encarga del ciclo del carbono a través de los procesos
geológicos a largo plazo

5. Ciclo biológico del carbono
• Autótrofos (plantas, algas, bacterias) capturan CO2 o HCO3 (en océanos)
para fotosíntesis y lo convierten en glucosa y otros compuestos orgánicos
• En agua: CO2​+H2​O⇌H2​CO3 (ácido carbónico)⇌HCO3
(bicarbonato)−​+H+⇌CO3 2−​+2H+
• Heterótrofos consumen el carbono como compuestos orgánicos, comiendo
autótrofos y otros heterótrofos
• Todos los organismos liberan la energía en un proceso llamado respiración
celular en forma de CO2
• Descomponedores también liberan CO2
• Ciclo rápido

6. Ciclo geológico
• Ciclo lento
• De hecho, el carbono usualmente tarda millones de años en recorrer
la ruta geológica. El carbono puede quedar almacenado durante
largos periodos de tiempo en la atmósfera, en los cuerpos de agua
líquida —océanos en su mayoría— en los sedimentos oceánicos, en el
suelo, en las rocas, en los combustibles fósiles y en el interior de la
Tierra.
• En agua: CO2​+H2​O⇌H2​CO3⇌HCO3−​+H+⇌CO32−​+2H+

7. En el océano
• Carbonato CO3 (2-) se une a calcio Ca 2+ formando carbonato de
calcio CaCO3, importante para conchas
• Cuando los organismos mueren, sus restos se hunden y finalmente se
convierten en parte del sedimento del suelo oceánico. A lo largo del
tiempo geológico, el sedimento se convierte en piedra caliza, que es
la reserva de carbono más grande de la Tierra.

8. En tierra
Carbono orgánico proveniente de descomposición de organismos
muertos en suelo
• Combustibles fósiles, petróleo, carbón, gas natural, producto de
restos de plantas descompuestas sin oxigeno, millones de años
• Erupciones volcánicas

9. Influencia humana en el ciclo de carbono

10. Causas
• Deforestación, tala de bosques
• Quema de bosques y otros ecosistemas
• Combustibles fósiles
• Parte del CO2 es absorbido por plantas y océanos, pero no es
suficiente

11. Efectos
• CO2 es un gas invernadero
• Calentamiento global
• Cambio climático

13. Problemas
• En agua: CO2​+H2​O⇌H2​CO3⇌HCO3−​+H+⇌CO32−​+2H+
• Océano se vuelve ácido
• Organismos marinos no pueden producir su carbonato de calcio,
blanqueamiento de coral

14. Blanqueamiento de coral

16. Ciclo del nitrógeno
• Nitrógeno como N2 (dinitrógeno) es componente mas abundante en
la atmosfera
• Nitrógeno en amino ácidos (proteínas) y ADN/ARN
• La mayoría de organismos no pueden captar el N2
• Solución: bacterias !
• Nódulos radicales en Leguminosae

18. • Los microorganismos fijadores de nitrógeno capturan el nitrógeno
atmosférico al convertirlo en amoníaco, NH3, el cual puede ser
absorbido y utilizado por las plantas para producir moléculas
orgánicas. Las moléculas nitrogenadas pasan a los animales cuando
estos consumen plantas, y una vez dentro del cuerpo, pueden ser
incorporadas al mismo o pueden ser degradadas y excretadas como
desecho, como la urea de la orina.
• Nitrógeno es un nutriente limitante, igual que el fósforo
• Si das nitrógeno extra a una planta, crecerá mucho más rápido

19. Leguminosas

20. Eutrofización
• Exceso de nitrógeno (fertilizantes)
En agua
Proliferación de algas, toxinas
Escasez de oxigeno (descomposición, respiración)
y luz
Muerte de organismos
¨zonas muertas¨

21. Eutrofización

22. Ciclo del fósforo
• Fosforo en ATP, ADN, en las membranas (fosfolípidos)
• Fosfato de calcio en huesos
• Fosforo también es un nutriente limitante!

23. El ciclo
• En la naturaleza, el fósforo se encuentra sobretodo en forma de iones
fosfato, PO4 3-. Los compuestos fosfatados se encuentran en las rocas
sedimentarias y, a medida que estas se meteorizan o desgastan a lo
largo del tiempo, el fósforo que contienen se filtra lentamente hacia
el suelo y las aguas superficiales. La ceniza volcánica, los aerosoles y
el polvo mineral también pueden ser fuentes significativas de
fosfatos, aunque el fósforo no tiene realmente una fase gaseosa como
el carbono, el nitrógeno y el azufre.

24. • Las plantas pueden absorber los compuestos fosfatados del suelo y
transferirlos a los animales que se las comen. Cuando las plantas y los
animales excretan desechos o mueren, los fosfatos pueden ser
absorbidos por los organismos detritívoros o regresar al suelo. Los
compuestos fosfatados también pueden ser transportados en los
escurrimientos hacia los ríos, lagos y océanos, donde son absorbidos
por los organismos acuáticos.

26. Zonas muertas en el mundo
Eutrofización por fertilizantes,
detergentes con fósforo y aguas
residuales no tratadas
Nitrógeno y fósforo

27. Cuestionario
• Explica a un compañero los ciclos de carbono, nitrógeno y fósforo
• En qué moléculas se usan el carbono, nitrógeno y fósforo en los
organismos?
• Por qué la planta de frejol es bueno para combinar con otras plantas?
• Qué problemas causan los humanos en el ciclo de carbono, de
nitrógeno y fósforo?

28. Actividad
• Busca el rol de los bosques tropicales en el ciclo del carbono y como
productores de oxígeno
• Se los puede considerar como Pulmones del mundo?
• O tiene funciones más importantes?
• Busca información y preséntala a tus compañeros
• https://www.nationalgeographic.com.es/naturaleza/verdadero-pulmon-
planeta-esta-oceanos_14776
• https://www.nationalgeographicla.com/amazonia-oxigeno