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.
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.
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).
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.
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.
Fonte: www.isurp.com.br
O carbono existente na atmosfera como CO2 entra na composição das moléculas orgânicas dos seres vivos, a partir da fotossíntese. Sua devolução ocorre pela respiração aeróbica, pela decomposição e pela combustão da matéria orgânica.
O nitrogênio molecular, N2, é um gás biologicamente não-utilizável pela maioria dos seres vivos. Seu ingresso no mundo vivo ocorre graças à atividade dos microrganismos fixadores, as algas azuis e algumas bactérias, que o transformam em amônia. No processo de nitrificação, outras bactérias transformam a amônia em nitritos e nitratos.
Essas três substâncias são utilizadas pelos vegetais para a elaboração de compostos orgânicos nitrogenados que serão aproveitados pelos animais. O ciclo fecha-se a partir da atividade de certas espécies de bactérias, que efetuam a denitrificação e devolvem o nitrogênio molecular para a atmosfera.
O plantio de leguminosas(feijão, por exemplo),a chamada adubação verde, enriquece o solo com compostos nitrogenados, uma vez que nas raízes dessas plantas há nódulos repletos de bactérias fixadoras de nitrogênio.
Outro procedimento agrícola usual é a rotação de culturas, na qual se alterna o plantio de não-leguminosas, que retiram do solo os nutrientes nitrogenados, com leguminosas que devolvem esses nutrientes para o meio.
Embora a água não seja um elemento químico, e sim uma substância composta de hidrogênio e oxigênio, estudaremos o seu ciclo pelo fato de ela estar intimamente associada a todos os processos metabólicos.
O ciclo da água pode ser considerado sob dois aspectos: o pequeno ciclo, ou ciclo curto, e o grande ciclo, ou ciclo longo.
No pequeno ciclo, a água dos oceanos, lagos, rios, geleiras e mesmo a embebida no solo sofre evaporação pela ação do calor ambiental e passa à forma de vapor, dando origem às nuvens. Nas camadas mais altas da atmosfera, o vapor d’água sofre condensação, e a água líquida volta à crosta terrestre na forma de chuva.
O ciclo das chuvas foi um dos responsáveis pelo resfriamento relativamente rápido da crosta terrestre, nos primórdios de nosso Planeta. Hoje, o ciclo das chuvas contribui para tornar o clima da Terra favorável à vida.
No grande ciclo, a água é absorvida pelos seres vivos e participa do metabolismo deles, sendo posteriormente devolvida para o ambiente.
As plantas absorvem, por meio de suas raízes, a água infiltrada no solo. Além de ser solvente e reagente de inúmeras reações químicas intracelulares, a água é uma das matérias-primas da fotossíntese: seus átomos de hidrogênio irão fazer parte da glicose fabricada, e seus átomos de oxigênio se unem para formar o O2 (gás oxigênio) liberado para a atmosfera. Na respiração, as plantas degradam as moléculas orgânicas que elas mesmas fabricam para obter energia, liberando gás carbônico e água.
As plantas estão sempre perdendo água por meio da transpiração, principalmente durante o dia, quando seus estômatos estão abertos. É por isso que o ar é úmido nas florestas e seco nos desertos e áreas desmatadas. Uma vez que absorvem água do solo e a liberam, como vapor, para atmosfera, as plantas contribuem para a manutenção de um grau de umidade do ar altamente favorável à vida.
O carbono presente nos seres vivos é, originalmente, proveniente da atmosfera. Por meio da fotossíntese, os seres fotossintetizantes fixam o carbono que retiram do CO2 atmosférico. Esses átomos de carbono passam a fazer parte das moléculas orgânicas fabricadas.
Durante a respiração, uma parte das moléculas orgânicas é degradada, e o carbono que as constituía é devolvido à atmosfera, novamente na forma de CO2. Parte do carbono retirado do ar passa a constituir a biomassa dos seres fotossintetizantes, podendo eventualmente ser transferida aos animais herbívoros.
Nos herbívoros, parte do carbono contido nas moléculas orgânicas dos alimentos é liberada durante a respiração, e o resto irá constituir sua biomassa, que poderá ser transferida para um carnívoro. Dessa forma, o carbono fixado pela fotossíntese vai passando de um nível trófico para outro, enquanto retorna gradativamente à atmosfera, em conseqüência da respiração dos próprios organismos e da ação dos decompositores, que atuam em todos os níveis tróficos.
Algumas vezes, o retorno do carbono para a atmosfera é demorado, levando milhões de anos para ocorrer. É o caso dos compostos de carbono que não foram atacados pelos decompositores e transformaram-se, no subsolo, em carvão, turfa e petróleo.
A utilização desses combustíveis fósseis pelo homem tem restituído à atmosfera, na forma de CO2, átomos de carbono que ficaram fora de circulação durante milhões de anos.
Devido à queima de combustíveis, a concentração de gás carbônico no ar aumentou, nesses últimos 100 anos, de 0,029% para cerca de 0,04% da composição atmosférica. Embora pareça pouco, esse aumento é, em termos proporcionais, da ordem de 38%. De acordo com muitos cientistas, o aumento do teor de CO2 atmosférico pode provocar a elevação da temperatura média global por causa do efeito estufa.
O ciclo do oxigênio é complexo, uma vez que esse elemento é utilizado e liberado pelos seres vivos em diferentes formas de combinação química. O principal reservatório de oxigênio para os seres vivos é a atmosfera, onde esse elemento se encontra na forma de gás oxigênio (O2) e de gás carbônico (CO2).
O O2 é utilizado na respiração aeróbica das plantas e animais. Nesse processo, átomos de oxigênio combinam-se com átomos de hidrogênio, formando moléculas de água. A água formada na respiração, chamada água metabólica é, em parte, eliminada para o ambiente através da transpiração, da excreção e das fezes, em parte utilizada em processos metabólicos. Dessa forma, seus átomos de oxigênio acabam incorporados à matéria orgânica e podem voltar à atmosfera pela respiração e pela decomposição do organismo, que produzem água e gás carbônico.
O CO2 atmosférico é utilizado no processo de fotossíntese. Os carbonos e os oxigenados presentes no gás carbônico passam a fazer parte da matéria orgânica do vegetal, e tanto a respiração como a decomposição dessa matéria orgânica restituirão o oxigênio à atmosfera, na forma de água e gás carbônico. A água utilizada pelas plantas na fotossíntese é quebrada, e seus átomos de oxigênio são liberados para a atmosfera na forma de O2.
As três principais fontes não-vivas de átomos de oxigênio para os seres vivos são, portanto, gás oxigênio (O2), gás carbônico (CO2) e água (h2O). Esses três tipos de molécula estão constantemente trocando átomos de oxigênio entre si, durante os processos metabólicos da biosfera.
Além da água, do carbono, do nitrogênio e do oxigênio, o fósforo também é importante para os seres vivos. Esse elemento faz parte, por exemplo, do material hereditário e das moléculas energéticas de ATP.
Em certos aspectos, o ciclo do fósforo é mais simples do que os ciclos do carbono e do nitrogênio, pois não existem muitos compostos gasosos de fósforo e, portanto, não há passagem pela atmosfera. Outra razão para a simplicidade do ciclo do fósforo é a existência de apenas um composto de fósforo realmente importante para os seres vivos: o íon fosfato.
As plantas obtêm fósforo do ambiente absorvendo os fosfatos dissolvidos na água e no solo. Os animais obtêm fosfatos na água e no alimento.
A decomposição devolve o fósforo que fazia parte da matéria orgânica ao solo ou à água.
Daí, parte dele é arrastada pelas chuvas para os lagos e mares, onde acaba se incorporando às rochas. Nesse caso, o fósforo só retornará aos ecossistemas bem mais tarde, quando essas rochas se elevarem em conseqüência de processos geológicos e, na superfície, forem decompostas e transformadas em solo.
Assim, existem dois ciclos do fósforo que acontecem em escalas de tempo bem diferentes. Uma parte do elemento recicla-se localmente entre o solo, as plantas, consumidores e decompositores, em uma escala de tempo relativamente curta, que podemos chamar “ciclo de tempo ecológico”. Outra parte do fósforo ambiental sedimenta-se e é incorporada às rochas; seu ciclo envolve uma escala de tempo muito mais longa, que pode ser chamada “ciclo de tempo geológico”.
Fonte: www.linguativa.com.br
