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Ciclos Biogeoquímicos

 

Ciclos Biogeoquímicos
Ciclos Biogeoquímicos

Ciclos biogeoquímicos são caminhos para o transporte e transformação da matéria dentro de quatro áreas categóricas que compõem o planeta Terra ( biosfera, hidrosfera, litosfera e atmosfera).

Ciclos biogeoquímicos são componentes do ciclo mais amplo que regem o funcionamento do planeta Terra.

A Terra é um sistema aberto à radiação eletromagnética do sol e espaço exterior, mas é um sistema praticamente fechado no que diz respeito à matéria. Isto significa que o planeta tem fluxo mínima de matéria, com excepção colisões de meteoritos e quantidades menores de aprisionamento intergaláctico partícula (ou perda) com a atmosfera superior. Por isso, importa que a Terra continha a partir do momento de seu nascimento é transformada e distribuída geograficamente.

Isto está de acordo com a lei da conservação da matéria, que afirma que a matéria não pode ser criada nem destruída, mas pode ser transformado incluindo a transformação entre matéria e energia.

A transferência de matéria envolve processos biológicos, geológicos e químicos; daí o nome ciclos biogeoquímicos que também pode ser referido como ciclos da natureza, porque eles ligam todos os organismos e recursos abióticos na terra.

A matéria é continuamente reciclada entre os vivos e elementos abióticos na terra.

Ciclos biogeoquímicos facilitar a transferência de matéria de uma forma para outra e de um local para outro no planeta Terra.

Além disso, os ciclos biogeoquímicos são às vezes chamados ciclos de nutrientes, porque envolvem a transferência de compostos que fornecem suporte nutricional para os organismos vivos.

Caminhos de ciclos biogeoquímicos

As peças que compõem o planeta Terra foram categorizados em quatro esferas (regiões).

Um é a esfera que tem vida e é chamado a biosfera (é a região ocupada por organismos vivos, como plantas , animais, fungos) e os outros três esferas são em grande parte desprovida de vida, eles incluem; litosfera (região ocupada pelo solo , da terra e da crosta terrestre), a atmosfera (ar e espaço) e hidrosfera (áreas cobertas por água, como rios , lagos e oceanos).

No entanto, onde a biosfera sobrepõe a litosfera, atmosfera ou hidrosfera, há uma zona ocupada pelos organismos vivos.

Ciclos Biogeoquímicos - Elementos Químicos

Ciclos Biogeoquímicos
Ciclos Biogeoquímicos

Denominamos de ciclos biogeoquímicos ao movimento contínuo dos elementos químicos, do meio físico para os seres vivos e destes novamente para o meio físico.

Assim sendo, os átomos dos elementos químicos presentes na natureza e nos seres vivos não são criados nem destruídos, mas constantemente reciclados.

Ciclo do Carbono

O carbono é um elemento químico muito importante, pois entra na composição química de todos os compostos orgânicos.

O carbono é encontrado na forma de dióxido de carbono(CO2) na atmosfera e de bicarbonato(HCO3) e de carbonato(CO3), dissolvido na água.

O dióxido de carbono(CO2) é incorporado pelos vegetais na fotossíntese e devolvido para a atmosfera através da respiração dos seres vivos , combustões(combustíveis fósseis) e pela decomposição dos seres mortos.

Dois fenômenos são importantes no ciclo do carbono: a fotossíntese e a respiração.

O aumento gradativo do dióxido de carbono é um dos fatores associados ao efeito estufa da Terra, já que este gás retem calor, contribuindo para o aumento da temperatura do planeta.

Ciclo do Nitrôgenio

Cerca de 78% do ar atmosférico é de nitrogênio, na forma molecular(N2-gás). O nitrogênio está presente nos aminoácidos das proteínas, nas bases nitrogenadas dos ácidos nucléicos. No ciclo do nitrogênio participam bactérias, algas azuis(cianofíceas) e fungos.

a) bactérias e algas azuis fixadoras- transformam o nitrogênio(N2) em amônia(NH2). As bactérias fixadoras(do gênero Rhizobium) vivem nos nódulos das raízes das leguminosas(feijão, soja, ervilha, amendoim,alfafa,etc), constituindo uma relação simbiôntica do tipo mutualismo.
b)
bactérias decompositoras- transformam os resíduos nitrogenados orgânicos em amônia.
c)
batérias nitrificantes- transformam a amônia em nitritos e posteriormente em nitratos.
d)
bactérias desnitrificantes- transformam amônia e nitratos em nitrogênio molecular, devolvendo-o à atmosfera.

O nitrogênio sai dos animais quando morrem e são decompostos e através da excreção(peixes ósseos excretam amônia , peixes cartilaginosos e mamíferos ecretam uréia , aves e répteis excretam ácido úrico).

Ciclo da Água

O nosso planeta é constituído de 3/4 de água, sendo 97% de água salgada e 3% de água doce. As águas de superfícies evaporam, o vapor de água se condensa nas camadas da atmosfera, formam-se as nuvens e ocorrem as precipitações.

Nos vegetais, a água serve como elemento de sustentação para as plantas, além de ser um dos componentes da fotossíntese. Os vegetais perdem água através da transpiração(eliminação de vapor de água) e por gutação ou sudação(eliminação de água líquida).

Os animais obtem água alimentando-se e bebendo-a. Perdem diariamente, através da urina, fezes, suor e transpiração.

Ciclo do Oxigênio

Cerca de 20% é a sua quantidade na atmosfera terrestre. É produzido pelos vegetais através da fotossíntese.

O oxigênio é devolvido para o meio na forma de CO2 e H2O, pela respiração de animais e plantas.

O oxigênio é importante para a respiração dos seres vivos, o gás comburente que permite as combustões e formador da camada de ozônio na atmosfera.

Ciclos Biogeoquímicos - Tipos

Ciclos Biogeoquímicos
Ciclos Biogeoquímicos

Matéria e energia são conceitos fundamentais, ligados à vida no planeta.

O fluxo unidirecional de energia solar proporciona condições para síntese da matéria orgânica pelos seres autótrofos e sua decomposição, e retorna ao meio como elementos inorgânicos por meio da ação dos microconsumidores heterótrofos (reciclagem da matéria).

Os elementos essenciais são aproximadamente 40, disponíveis para os produtores, em forma molecular ou iônica, recebe o nome de nutrientes.

Estes são divididos duas categorias:

Macronutrientes: participam em quantidades superiores a 0,2% do peso orgânico seco (p.o.s.): C, H, O, N, P (>1%), e S, Cl, K, Na, Ca, Mg e Fe;
Micronutrientes:
participam em quantidades inferiores a 0,2% do p.o.s: Al, Bo Cr, Zn Mo, V, Co

A biogeoquímica é a ciência que estuda a troca ou a circulação de matéria entre os componentes vivos e físico-químico da biosfera.

CICLO DO CARBONO

O reservatório de carbono é a atmosfera, onde o nutriente das plantas encontra-se na forma de dióxido de carbono (CO2), um gás que em condições naturais é inodoro e incolor. O carbono é principal constituinte da matéria orgânica, com 49% do p.o.s.

As plantas utilizam o CO2 o vapor d’água na presença de luz solar, realizando a fotossíntese:

6CO2 + 6H2O + energia solar =>C6H62O6 + 6O2 (1)

A equação (1) é uma simplificação de um conjunto de aproximadamente 80 a 100 reações químicas.

Entretanto é importante observar dois pontos:

A fixação do carbono em sua forma orgânica indica que a fotossíntese é a base da vida na terra; e, a energia solar é armazenada como energia química nas moléculas orgânicas da glicose

A energia armazenada na fotossíntese é liberada no processo inverso da fotossíntese: a respiração.

C6H62O6 + 6O2 =>6CO2 + 6H2O + 640 Kcal/mol de glicose (2)

Pela fotossíntese (1) e respiração (2), o carbono passa de sua fase inorgânica à fase orgânica e volta para a fase inorgânica, completando seu ciclo biogeoquímico.

A concentração de CO2 na atmosfera é de 0,032%, um valor excessivamente baixo para explicar a síntese de aproximadamente 50 a 60x109 ton/ano de carbono no processo de fotossíntese. Isto ocorre devido a existência de reservatório auxiliar de carbono representado pelos oceanos.

A interação entre os reservatórios aquáticos e atmosféricos ocorre através de reação química de difusão, cuja direção depende da maior ou menor concentração do gás.

CO2 atmosférico =>CO2 + H2O =>h2CO3 ? H+ + HCO-3 =>2H+ + CO-3

Ciclo principal: produtores, consumidores e decompositores participam respectivamente dos processos de fotossíntese e respiração; ciclo secundário: mais lento, decaimento de plantas e animais que foram incorporados por processos geológicos na crosta terrestre

Em ambos processos, os organismos foram transformados em combustíveis fósseis e calcário que ficam à margem do ciclo principal. Os combustíveis fósseis são, portanto, energia solar armazenada no forma de moléculas orgânicas no interior da Terra.

A partir da Revolução Industrial, o homem passou a fazer uso intenso dessa energia armazenada, e no processo de queima (respiração) passou a devolver o CO2 à atmosfera a uma taxa de superior à capacidade de assimilar pelas plantas (fotossíntese) e dos oceanos (pela reação de difusão). Este desequilíbrio do ciclo natural pode implicar em alterações como chamado “efeito estufa”, com conseqüente aumento da temperatura global da Terra

CICLO DO NITROGÊNIO

A taxa de crescimento populacional implicou no aumento da produtividade agrícola para suprir o aumento da demanda por alimentos. O nitrogênio, e o fósforo, são fatores limitantes do crescimento dos vegetais, sendo portanto, utilizados na agricultura como fertilizantes. O nitrogênio desempenha um importante papel na constituição das moléculas de proteínas, ácidos nucleicos, vitaminas, enzimas e hormônios, elementos vitais aos seres vivos.

Assim como o ciclo do carbono, o ciclo do nitrogênio é gasoso.

Apesar dessa similaridades existem diferenças notáveis, como:

i) a atmosfera é rica em nitrogênio (78%).
ii)
apenas seleto grupo de organismos conseguem utilizar o nitrogênio gasoso.
iii)
o envolvimento biológico do nitrogênio é muito mais extenso.

A principal forma de nutriente para os produtores são os nitratos (NO-3), que podem ser obtidos por bactérias fixadoras de nitrogênio e das descargas elétricas que ocorrem na atmosfera.

No ciclo ocorrem quatro mecanismos importantes:

Fixação do nitrogênio: ocorre por meio dos chamados organismos simbióticos de vida livre e fotossintéticos. Entre os organismos, destaca-se a espécie Rhizobium em associação simbiótica (mutualismo) com raízes leguminosas. A importância desses organismos está na rotação de cultura de leguminosas uma alternativa ecológica ao uso dos fertilizantes nitrogenados sintéticos. A mais importante fixação é feita pela via biológica, sendo que os organismos simbióticos produzem cem vezes mais que os organismos de vida livre.
Amonificação:
o nitrogênio fixado é rapidamente dissolvido na água do solo e fica disponível para as plantas na forma de nitrato. Essas plantas transformam os nitratos em grandes moléculas que contém nitrogênio e outras moléculas orgânicas nitrogenadas. Esse nitrogênio orgânico entra na cadeia alimentar dos consumidores primários, secundários e assim sucessivamente. As bactérias atuam sobre a eliminação destes consumidores, produzindo gás amônia (NH2) e sais de amônio (NH2+).
Nitrificação:
NH2 e NH2+ são convertidos a nitritos (NO2-) e posteriormente a nitratos (NO3-) por um grupo de bactérias quimiossintetizantes. A passagem da amônia para nitrito é feita pelas nitrossomonas, e a passagem a nitratos pelas nitrobacter. Esse processo de nitrificação ocorre aerobiamente
Desnitrificação:
através da ação das pseudomonas, a partir do nitrato, ocorre o retorno ao nitrogênio gasoso (N2). Esse fenômeno é anaeróbio e ocorre nos solos pouco aerados

Durante a Primeira Guerra Mundial foi desenvolvido a síntese industrial da amônia a partir do N2 gasoso, possibilitando o aparecimento dos fertilizantes sintéticos com aumento da eficiência da agricultura. Porém este excesso produzido, carregado para os rios lagos e lençóis de água subterrâneo tem provocado o fenômeno da eutrofização, comprometendo a qualidade da água

CICLO DO FÓSFORO

O fósforo é o material genético constituinte das moléculas de DNA e RNA, e componentes dos ossos e dentes, sendo então, fundamental no processo de reprodução dos seres humanos. O fósforo aparece nos organismos em proporção muito superior aos outro elementos quando comparado com sua participação nas fontes primárias, isso leva a ser o fator, provavelmente, mais limitante à produtividade primária.

É um elemento de ciclo fundamentalmente sedimentar, seu principal reservatório são as rochas fosfatadas (litosfera). A liberação ocorre na forma de fosfatos (processo erosivo), que serão utilizados pelos produtores. Parte deste fosfato é carregada para os oceanos, onde se perde em depósitos a grandes profundidades, ou é consumida pelo fitoplâncton.

O retorno, feito por aves e peixes marinhos, do fósforo a partir dos oceanos são insuficientes para compensar as perdas. A ação predadora dos seres humanos diminui ainda mais este retorno, além da exploração da mineração, ocupação desordenada do solo, desmatamento e agricultura aceleram o processo de perda de fósforo do ciclo.

CICLO DO ENXOFRE

O ciclo é basicamente sedimentar embora possua uma fase gasosa. A principal forma de assimilação pelos produtores é como sulfato inorgânico. O processo biológico envolve microrganismos com funções específicas de redução e oxidação.

A assimilação é mineralizado em processo de decomposição. Entretanto, em condições anaeróbias, ocorre a redução a sulfetos, entre os quais o sulfeto de hidrogênio (h2S), composto letal à maioria dos seres humanos. Tanto no solo como na água, em condições aeróbias, ocorrerá a oxidação, passando à forma de enxofre elementar chegando a sulfato. Na presença de ferro (anaeróbia) forma sulfetos férricos e ferrosos, permitindo que o fósforo converta-se de insolúvel para solúvel, tornando-se mais utilizável.

O processo de queima de carvão e óleo combustível em indústrias e usinas interfere no ciclo, liberando dióxidos de enxofre, que tem potenciais danosos ao organismo, além de provocar, em certas situações, o que se denomina de “chuva ácida” e o Smog industrial.

CICLO HIDROLÓGICO

A água é o principal componente dos organismos vivos. Seu percentual no peso dos seres varia entre 70 e 90. No organismo, as principais funções desempenhadas pela água são de reguladora térmica, mantenedora do equilíbrio osmótico e ácido-base, além de ativar as enzimas.

O ciclo hidrológico pode ser dividido em:

Precipitação: água que cai na forma de chuva, granizo ou neve.
Escoamento Superficial:
água que escoa sobre o solo, fuindo para locais de altitudes inferiores, até atingir um corpo d’água;
Infiltração:
água que penetra no solo.
Escoamento Subterrâneo:
parte da água infiltrada, sendo mais lento que o escoamento superficial. Parte desse escoamento alimenta rios e os lagos, além da manutenção desses corpos em períodos de estiagem.
Evapotranspiração:
parte da água existente no solo que é utilizada pela vegetação e eliminada pelas folhas na forma de vapor.
Evaporação:
em qualquer das fases descritas anteriormente, pode voltar à atmosfera na forma de vapor , reiniciando o ciclo.

A interferência do homem neste ciclo pode ser notada através do desmatamento e da impermeabilização (pavimentação) do solo. Isso acelera a evaporação e reduz a recarga dos aqüíferos subterrâneos

Ciclos Biogeoquímicos - Principais

Ciclos Biogeoquímicos
Ciclos Biogeoquímicos

Os Ciclos: Quando se fala em ciclos biogeoquimicos na verdade faz-se eferência aos ciclos de nutrientes gasosos e sedimentares.

Elementos essenciais (C, H, O, N) e não essenciais fazem parte destes nutrientes.

Esta ciclagem de nutrientes pode ser dividida em duas etapas bem definidas: reservatório e ciclagem.

CICLO DO NITROGÊNIO

O ciclo do nitrogênio segue um caminho bastante característico. O nitrogênio em sua forma molecular é aproveitado na formação de aminoácidos que são incorporados por animais e bactérias livres. Esses por sua vez são decompostos por bactérias decompositoras que liberam o nitrogênio para o meio na sua forma inorgânica (Nitritos) que é então aproveitado pelas algas.

Fixação do Nitrogênio elementar

A fixação do azoto encerra uma imensa significação do pontode- vista agronômico, pois este elemento, absolutamente essencial à constituição da matéria viva, é de origem atmosférica e não aproveitável para toda forma superior de vida, caso não existissem os microrganismos. Pondo de lado as ínfimas quantidades de azoto e fixadas por via físico-química (caso das descargas elétricas na atmosfera que fixam o N2 principalmente na forma de N2O), apenas certas bactérias e algas possuem a propriedade de fixar o nitrogênio gasoso e renovar assim, constantemente o estoque de azoto, indispensável ao entretenimento de novas sínteses vitais. O suprimento de N fixa no solo é muito limitado, normalmente menos de 0,2%.

A estrema importância econômica da fixação biológica do N, ressalta bem dos cálculos de J.C. limpam e A. B. Conybeare (1936) que avaliaram em 60%, ou sejam 9,83 milhões de toneladas, das quais 5,46 pelos Rhizobium, azoto fixado pelos microrganismos, sobre os 16,45 milhões recebidos anualmente pela superfície total cultivadas dos Estados Unidos. Não há entretanto, acordo entre os autores sobre tais cifras, havendo mesmo um grupo de cientistas modernos que tendem a minimizar o papel da fixação biológica, pelo menos da fixação por parte das bactérias não simbióticas

Dois são os principais tipos de fixação do Nitrogênio, que ocorrem na natureza, ambos dependentes de atividade microbiana.

Ciclo do Carbono

O ciclo do carbono nada mais é do que uma representação teórica da utilização do dióxido de carbono pelas algas e plantas. Na verdade este ciclo trata da fotossíntese. O retorno do carbono se dá de duas formas, através da respiração (principal) e através da "quebra" da matéria orgânica (secundária)

É importante ressaltar que uma grande quantidade de carbono é incorporada anualmente diretamente da atmosfera para os oceanos.

O ciclo do carbono nada mais é do que uma representação teórica da utilização do dióxido de carbono pelas algas e plantas. Na verdade este ciclo trata da fotossíntese. O retorno do carbono se dá de duas formas, através da respiração (principal) e através da "quebra" da matéria orgânica (secundária)

É importante ressaltar que uma grande quantidade de carbono é incorporada anualmente diretamente da atmosfera para os oceanos.

Ciclo do Oxigênio

O oxigênio participa não somente da composição da água e do gás carbônico, mas também de numerosos compostos orgânicos e inorgânicos. Na atmosfera e na hidrosfera é encontrado livre, sob a forma de substância pura, simples, de fórmula O2. É um gás libertado pelos organismos fotossintetizantes, através do processo de fotossíntese.

E consumido da atmosfera através das seguintes vias: respiração das plantas e animais, combustão ou queima , degradação pela ação dos raios ultravioleta, com a formação de ozônio e finalmente na combinação com metais do solo ( principalmente o ferro ), formando óxidos metálicos.

A manutenção das taxas de oxigênio e de gás carbônico no ambiente depende de dois processos opostos: a fotossíntese e a respiração. E como sabemos, a fotossíntese é realizada somente durante o dia ; e a respiração é um processo contínuo, realizado pelas plantas e pelos animais, de dia e de noite. O oxigênio é uma substância que não somente garante a vida na Terra, mas também origina-se da atividade vital. Pela fotossíntese, a água é decomposta, sendo o oxigênio liberado e o hidrogênio utilizado na síntese de matéria orgânica.

O O2 produzido pode participar também da formação da camada de ozônio ( O3) na atmosfera. A presença de ozônio na atmosfera é de extrema importância para a humanidade, pelo papel que exerce de filtro das radiações ultravioletas, as quais úteis em determinada intensidade, são nocivas em intensidades maiores.

Ciclo da Água

Pode admitir-se que a quantidade total de água existente na Terra, nas suas três fases, sólida, líquida e gasosa, se tem mantido constante, desde o aparecimento do Homem. A água da Terra - que constitui a hidrosfera - distribui-se por três reservatórios principais, os oceanos, os continentes e a atmosfera, entre os quais existe uma circulação perpétua - ciclo da água ou ciclo hidrológico. O movimento da água no ciclo hidrológico é mantido pela energia radiante de origem solar e pela atração gravítica.

A água que precipita nos continentes pode tomar vários destinos. Uma parte é devolvida diretamente à atmosfera por evaporação; a outra origina escoamento à superfície do terreno, escoamento superficial, que se concentra em sulcos, cuja reunião dá lugar aos cursos de água. A parte restante infiltrase, isto é, penetra no interior do solo, subdividindo-se numa parcela que se acumula na sua parte superior e pode voltar à atmosfera por evapotranspiração e noutra que caminha em profundidade até atingir os lençóis aqüíferos (ou simplesmente aqüíferos) e vai constituir o escoamento subterrâneo.

Tanto o escoamento superficial como o escoamento subterrâneo vão alimentar os cursos de água que desaguam nos lagos e nos oceanos, ou vão alimentar diretamente estes últimos. O escoamento superficial constitui uma resposta rápida à precipitação e cessa pouco tempo depois dela. Por seu turno, o escoamento subterrâneo, em especial quando se dá através de meios porosos, ocorre com grande lentidão e continua a alimentar os cursos de água longo tempo após ter terminado a precipitação que o originou.

Ciclos Biogeoquímicos - Matéria

Ciclos Biogeoquímicos
Ciclos Biogeoquímicos

Materialmente a Terra é um sistema quase fechado; muito pouca matéria entra ou sai; as transformações sobre ou dentro dela precisam vir de combinações de matéria já existente. Energeticamente, contudo, a Terra é um sistema aberto. Recebe energia constante do sol que precisa re-irradiar de volta para o espaço a fim de manter uma temperatura controlada. A energia flui para a terra e retorna para fora novamente. A matéria precisa fluir em ciclos.

Os elementos necessários à vida - água, carbono, oxigênio, nitrogênio, etc. - passam por ciclos biogeoquímicos que mantêm sua pureza e a capacidade de serem aproveitados pelas coisas vivas.

A biogeoquímica é o estudo das trocas de materiais entre os componentes vivos (biótica) e não vivos (abiótica).

Os principais ciclos biogeoquímicos da natureza são:

Ciclo da água (H2O)

O ciclo da água é movido pela energia solar. Esta energia faz evaporar a água dos oceanos, dos lagos, dos rios e das superfícies úmidas do solo e provoca transpiração das folhas e dos corpos de outros organismos vivos.

As moléculas de água vão da superfície terrestre para a atmosfera, onde, junto com outros compostos moleculares, dão origem às nuvens. O retorno dessa água para a superfície se dá na forma líquida (chuva) ou na forma sólida (neve, granizo).

Quando a chuva ou a neve atingem o chão, uma parte é absorvida pelo solo, onde forma os lençóis subterrâneos, ou é absorvida pelas plantas. O restante forma a água de escoamento que se junta às nascentes e às fontes de lençóis freáticos para formar os lagos e os rios que alimentam os oceanos, fechando assim o ciclo da água.

Ciclo do carbono (C)

O carbono é o elemento essencial na composição da matéria orgânica. Depois da água, é o elemento que entra em maior quantidade na constituição dos organismos vivos. O ciclo do carbono envolve um estágio sólido e um gasoso. O estágio sólido representa o carbono encerrado nas rochas (pedras calcárias) e nos combustíveis fósseis, como hulha e petróleo, fixados pela fotossíntese durante milhões de anos.

Quando estes são queimados, ou através de atividades vulcânicas, o carbo, sob a forma de CO2 (dióxido de carbono), é transferido para a atmosfera. A respiração dos organismos vivos, a decomposição de organismos mortos, a queima de combustíveis dos veículos automotivos e das máquinas a motor também contribuem com CO2 para a atmosfera. Nos vegetais, o carbono entra na forma de CO2 pelas folhas, através dos estômatos, no processo fotossintético. Também na forma de CO2 sai pela respiração dos vegetais, dos animais e dos decompositores.

Ciclo do nitrogênio (N2)

O nitrogênio constitui aproximadamente 79% de nossa atmosfera.Os organismos vivos, excetuando-se algumas bactérias e algas, não conseguem fixá-lo diretamente na forma como o encontram no ar. Através de fenômenos eletroquímicos (raios) e fotoquímicos (sol), o N2 combina-se com o oxigênio e a água da atmosfera, formando os nitratos (NO3) - forma mais utilizada pelas plantas - que se precipitam para o solo.

As plantas dependem do nitrato contido no solo para seu crescimento. Essa forma de nitrogênio inorgânico transfere-se para o organismo animal pela alimentação.

O nitrogênio é um dos elementos mais importantes para a constituição das células e, portanto, de todos os seres vivos. Participa obrigatoriamente das moléculas de proteínas e de outros compostos orgânicos essenciais à vida.

Durante suas vidas, as aves os répteis e os insetos eliminam resíduos nitrogenados na forma de ácido úrico. Os mamíferos excretam os restos nitrogenados na forma de uréia. Com a morte desses seres, os compostos nitrogenados são decompostos em substâncias simples por organismos que habitam o solo. AS bactérias decompositoras agem, liberando o nitrogênio na forma de amônia (NH2) que se transforma em nitritos (NO2) e estes em nitratos (NO3), que podem ser reaproveitados pelos vegetais ou, sob a ação de outras bactérias, são transformados em N2 livre, retornando à atmosfera e fechando assim o ciclo.

Ciclo do oxigênio (O2)

O oxigênio representa cerca de 21% do ar atmosférico, sendo de vital importância para os seres vivos, quer usado nos processos energéticos, quer nos processos respiratórios.

As únicas fontes que convertem o CO2 em O2 (oxigênio) são os vegetais clorofilados realizadores de fotossíntese.

Desse O2 livre produzido, uma parte é absorvida pelos seres vivos através do processo da respiração e devolvida à atmosfera sob a forma de CO2 e H2O, isto é, oxigênio combinado. Outra parte é dissolvida nas águas que também possuem O2 livre proveniente da atividade fotossintetizadora de algas e de outros vegetais aquáticos. Quando a temperatura da água se eleva ou ocorre saturação de O2, ela começa desprendê-lo, retornando à atmosfera parte desse oxigênio dissolvido.

Ciclo do fósforo (P)

O fósforo constitui um importante componente da substância viva, além de estar ligado ao metabolismo respiratório e fotossintético. Daí seu uso com adubo.

Na natureza é um elemento encontrado em pequena quantidade em relação às necessidades dos seres vivos e seu grande reservatório são as rochas fosfatadas.

A erosão do solo pelas águas ou pelos ventos desagrega essas rochas e esses fósforo mineral é levado para os oceanos. Uma grande parte é sedimentada nas profundezas e não será aproveitada. A pequena parte aproveitada pelos seres marinhos, entre eles certas aves marinhas, é restituída ao solo, de onde pode novamente ser retirado pela plantas.

O organismo animal entra no ciclo ao se alimentar desses vegetais. Após sua morte ou por excreções (fezes, urina) lançadas por esses organismos durante sua vida, os compostos contendo fósforo retornam ao solo onde são decompostos por bactérias e fungos, fechando assim seu ciclo.

Ciclo do enxofre (S)

É um ciclo que envolve um estágio sólido e um gasoso onde os organismos (especialmente os microorganismos), que obtêm energia a partir da oxidação química de compostos inorgânicos, exercem papéis fundamentais. Processos geoquímicos e metereológicos tais como erosão, lixiviação (arraste por lençóis freáticos) e ação da chuva são importantes na recuperação do enxofre dos sedimentos mais profundos.

Quando as plantas e os animais mortos são decompostos pelos microorganismos saprófitos aeróbios e anaeróbios, destes últimos desprende-se gás sulfídrico (h2S). Parte desse gás é reconvertidaem sulfato por bactérias sulfurosas especializadas. A outra parte é transformada em enxofre (S) por certas bactérias que obtêm sua energia a partir dessa transformação química.

Assim, os ciclos biogeoquímicos combinam-se para formar um mecanismo de controle complexo que mantém condições favoráveis à vida.

CICLOS DA MATÉRIA

Ciclos Biogeoquímicos

A energia no ecossistema

A existência da comunidade de um ecossistema está ligada à energia necessária à sobrevivência dos seres vivos a ela pertencentes. De maneira geral, num ecossistema, existem vegetais capazes de realizar fotossíntese. Deles dependem todos os demais seres vivos. O Sol é a fonte de energia utilizada pelos vegetais fotossintetizantes, que transformam a energia solar em energia química contida nos alimentos orgânicos. Durante a realização das reações metabólicas dos seres vivos, parte da energia química se transforma em calor, que é liberado para o ecossistema. Assim a energia segue um fluxo unidirecional.

A energia flui unidirecionalmente ao longo do ecossistema e é sempre renovada pela luz solar. A matéria orgânica, porém, precisa ser reciclada e nesse processo participam os seres vivos. Em qualquer ciclo existe a retirada do elemento ou substância de sua fonte, utilização por seres vivos e devolução para a sua fonte. Os mais importantes ciclos da matéria são o da água, o do carbono e o do nitrogênio.

Ciclo do carbono

O carbono existente na atmosfera na forma de CO2 , entra na composição das moléculas orgânicas dos seres vivos a partir da fotossíntese, e a sua devolução ao meio ocorre pela respiração aeróbica, pela decomposição e pela combustão da matéria orgânica.

Ciclo do Oxigênio

No ecossistema, o elemento oxigênio captado pelos seres vivos provém de três fontes principais: gás oxigênio (O2), gás carbônico (CO2) e água (H2O).

O O2 é captado por plantas e animais e utilizado na respiração. Nesse processo, átomos de oxigênio se combinam com átomos de hidrogênio, formando moléculas de água. A água formada na respiração é em parte eliminada para o ambiente através da transpiração, da excreção e das fezes, e em parte utilizada em processos metabólicos. Dessa forma os átomos de oxigênio incorporados à matéria orgânica podem voltar à atmosfera pela respiração e pela decomposição do organismo, que produzem água e gás carbônico.

A água também é utilizada pelas plantas no processo da fotossíntese. Nesse caso, os átomos de hidrogênio são aproveitados na síntese da glicose, enquanto os de oxigênio são liberados na forma de O2.

O oxigênio presente no CO2 poderá voltar a fazer parte de moléculas orgânicas através da fotossíntese.

Ciclo do Nitrogênio

O nitrogênio é um elemento indispensável para os seres vivos, fazendo parte das moléculas de aminoácidos, proteínas, ácidos nucléicos. Acontece que embora esteja presente em grande quantidade no ar , constituindo o gás nitrogênio (N2), poucos seres vivos o assimilam nessa forma. Apenas algumas bactérias, principalmente as cianobactérias, conseguem captar o N2, utilizando-o na síntese de moléculas orgânicas nitrogenadas. Essas bactérias são chamadas fixadoras de nitrogênio.

Os microorganismos fixadores de nitrogênio, quando morrem, liberam no solo nitrogênio sob a forma de amônia (NH2). As bactérias do gênero Nitrosomonas transformam essa substância em nitritos (HNO2), obtendo energia no processo.

O nitrito (tóxico para as plantas) é transformado pelas bactérias do gênero Nitrobacter em nitratos (HNO3). O nitrato é a fonte de nitrogênio mais aproveitada.

Na fixação, entram as bactérias fixadoras de nitrogênio, entre elas as do gênero Rhizobium, que vivem em nódulos de raízes de leguminosas, que inclui o feijão, a soja, etc. Essa bactérias fixam o nitrogênio do ar e fornecem parte dele à planta hospedeira. Esta, oferece abrigo e substâncias que as bactérias necessitam. É um exemplo de mutualismo.

A devolução do nitrogênio à atmosfera é feita pela ação das bactérias denitrificantes. Elas transformam os nitratos do solo em gás nitrogênio, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.

Fonte: www.eoearth.org/www.isurp.com.br/www.edu.uniube.br

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