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CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

La mayoría de los seres vivos no puede utilizar el nitrógeno de forma directa, con lo cual dependen de los minerales presentes en el suelo para su utilización. En los organismos productores el nitrógeno ingresa en forma de nitratos, y en los consumidores en forma de grupos amino.

Existen bacterias especiales que pueden utilizar directamente el nitrógeno atmosférico. Esas bacterias juegan un papel muy importante en el ciclo al hacer la fijación del nitrógeno. De esta forma convierten el nitrógeno en otras formas químicas como amonio y nitratos, para que puedan ser aprovechadas por las plantas.

RESPIRACIÓN

* Los organismos aerobios utilizan el oxígeno como aceptor de protones y electrones, con lo que se genera agua metabólica.

*La glucosa se oxida para obtener ATP y al brindar energía se genera bióxido de carbono y agua metabólica.

CICLO DEL OXÍGENO

CICLO DEL NITRÓGENO

FOTOSÍNTESIS

  • Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2, formando O3 (ozono). Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones ultravioletas vuelve a convertirse en O2.
  • El ciclo del oxígeno lo realizan los organismos que realizan respiración aerobia tomada el agua o el aire según sea su hábitat.
  • El proceso de este ciclo se lleva a cabo mediante la respiración y la fotosíntesis.

Las plantas toman el agua y bióxido de carbono expulsado por animales y seres humanos para sintetizar glucosa que almacena energía y oxígeno para finalizar el ciclo.

El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.

Estrechamente vinculado al Ciclo del carbono pues el proceso por el que el C es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone también devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario.

El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera.

FIJACIÓN

Movimiento de cantidades masivas de carbono, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, calcio, sodio, azufre, fósforo, potasio, y otros elementos entre los seres vivos y el ambiente (atmósfera, biomasa y sistemas acuáticos) mediante una serie de procesos de producción y descomposición.

Se produce cuando el nitrógeno atmosférico (N2) es transformado en amoníaco (NH3) por bacterias presentes en los suelos y en las aguas. Rhizobium es un género de bacterias que viven en simbiosis dentro de los nódulos que hay en las raíces de plantas leguminosas. En ambientes acuáticos, las cianobacterias son importantes fijadoras de nitrógeno.

AMONIFICACIÓN

ETAPAS

Es la transformación de compuestos nitrogenados orgánicos en amoníaco. En los animales, el metabolismo de los compuestos nitrogenados da lugar a la formación de amoníaco, siendo eliminado por la orina como urea (humanos y otros mamíferos), ácido úrico (aves e insectos) o directamente en amoníaco (algunos peces y organismos acuáticos). Estas sustancias son transformadas en amoníaco o en amonio por los descomponedores presentes en los suelos y aguas. Ese amoníaco queda a disposición de otro tipo de bacterias en las siguientes etapas.

Etapas

El O2 en la corteza terrestre se encuentra formando silicatos (minerales). En los océanos forma agua (H2O).

Con respecto a la atmósfera, se halla como dióxido de carbono CO2, monóxido de carbono CO, ozono O3, oxigeno molecular O2, dióxido de nitrógeno NO2, monóxido de nitrógeno NO, o dióxido de azufre SO2. Abunda en la corteza terrestres, océanos y atmósfera.

  • Liberación del O2 a la atmósfera mediante la fotosíntesis.
  • Absorción del O2 de la atmósfera por los seres heterótrofos a través de la respiración.
  • Utilización del O2 en reacciones de oxidación formando H2O y CO2.
  • Liberación del O2 de los ríos y mares.
  • Liberación del O2 por acción de las bacterias y hongos que actúan sobre organismos muertos.

*Fijación: el N2 (nitrógeno) es transformado en compuestos nitrogenados, aprovechados por los seres vivos.

Atmosférica: por acción de tormentas eléctricas, rayos solares, erupciones volcánicas que transforman el N2 en Nitratos y Nitritos.

Industrial: transforma el N2 en amoniaco.

Bacteriana: las bacterias fijadoras transforman el N2 en Nitrito.

*Amonificación: El N2 es convertido en amoniaco.

*Nitrificación: el Amoniaco es transformado a nitrato o nitrito para las plantas.

*Asimilación: Absorción del amoniaco o nitrato.

*Desnitrificación: se lleva a cabo por las bacterias desnitrificantes, el nitrato y nitrito lo renuevan en N2, el cual va a la atmósfera.

NITRIFICACIÓN

Es la transformación del amoníaco o amonio (NH4+) en nitritos (NO2–) por un grupo de bacterias del género Nitrosomas para luego esos nitritos convertirse en nitratos (NO3–) mediante otras bacterias del género Nitrobacter.

ASIMILACIÓN

Las plantas toman el amonio (NH4+) y el nitrato (NO3–) por las raíces para poder utilizarlos en su metabolismo. Usan esos átomos de nitrógeno para la síntesis de clorofila, de proteínas y de ácidos nucleicos (ADN y ARN). Los consumidores obtienen el nitrógeno al alimentarse de plantas y de otros animales.

IMPORTANCIA DE LAS BACTERIAS EN EL CICLO

DESNITRIFICACIÓN

Proceso llevado a cabo por bacterias desnitrificantes que necesitan utilizar el oxígeno para su respiración en suelos poco aireados y mal drenados. Para ello, degradan los nitratos y liberan el nitrógeno no utilizado a la atmósfera.

Las bacterias del este ciclo son esenciales pues juegan el papel de mediador, que mantienen el equilibrio entre las diferentes formas de nitrógeno.

En el suelo y en la mayoría de los cuerpos de agua, las bacterias que fijan el nitrógeno lo toman de la atmósfera y lo transforman en formas que nutren a las plantas y los animales. Estas son las bacterias nitrificantes que lo transforman en nitratos. Las plantas y los animales generan otra forma de nitrógeno, amonio. Por último, las bacterias desnitrificantes completan el proceso mediante la eliminación de nitratos de los ecosistemas, lo que la convierten en gas y lo liberan a la atmósfera, cerrando así el ciclo

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