lunes, 8 de junio de 2015

CICLOS BIOGEOQUIMICOS (CICLO DEL CARBONO)

El carbono es parte fundamental y soporte de los organismos vivos, discurriendo en un ciclo de energía que fluye a través del ecosistema terrestre.Mediante la fotosíntesis, las plantas absorben el dióxido de carbono existente en el aire o el agua, y lo acumulan en los tejidos vegetales en forma de grasas, proteínas e hidratos de carbono. Posteriormente, los animales herbívoros se alimentan de estos vegetales, de los que obtienen energía, para después, siguiendo las cadenas tróficas, transferir esa energía a los demás niveles (carnívoros que se alimentan de los herbívoros).

Esa energía sigue varios caminos: por un lado es devuelto a la atmósfera como dióxido de carbono mediante la respiración; por otro lado se deriva hacia el medio acuático, donde puede quedar como sedimentos orgánicos, o combinarse con las aguas para producir carbonatos y bicarbonatos (suponen el 71% de los recursos de carbono de la Tierra). En su acumulación en las zonas húmedas genera turba, resultado de una descomposición incompleta, lo que da lugar a la formación de depósitos de combustibles fósiles como petróleo, carbón y gas natural.



IMPORTANCIA DEL CICLO DEL CARBONO:

 Es la sucesión de transformaciones que sufre el carbono a lo largo del tiempo. Es un ciclo biogeoquímico de gran IMPORTANCIA para la regulación del CLIMA de la Tierra, y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. Comprende los intercambios de carbono (CO2) entre los seres vivos y la atmósfera. Regula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo). 

CICLOS BIOGEOQUIMICOS (CICLO DEL NITROGENO)

El proceso
Los organismos vivos no pueden utilizar directamente el nitrógeno que se encuentra en la atmósfera en forma gaseosa, y que supone el 71% del total; para ello, debe ser transformado previamente en nitrógeno orgánico (nitratos o amoniaco). Esto se consigue, fundamentalmente, mediante la fijación biológica, aunque también las radiaciones cósmicas y la energía que producen los rayos en la atmósfera intervienen en este proceso en menor medida combinando nitrógeno y oxígeno que una vez transformado es enviado a la superficie terrestre por las precipitaciones.
En la fijación biológica intervienen bacterias simbióticas que viven en las raíces de las plantas, sobre todo leguminosas como el guisante, trébol o la alfalfa, pero también determinadas algas, líquenes, etc. Las bacterias se alimentan de estas plantas, pero a cambio le entregan abundantes compuestos nitrogenados. Es muy común en agricultura cultivar leguminosas en determinados terrenos pobres en nitrógeno, o que han quedado agotados por otras cosechas, para permitir rotar los sembrados en el mismo lugar.
Cuando el nitrógeno ha quedado fijado en las raíces de las plantas, ya puede ser absorbido por éstas e incorporarlo a los tejidos en forma de proteínas vegetales. Desde aquí, el nitrógeno ya entra en la cadena alimentaria mediante los animales herbívoros y carnívoros.
Cuando las plantas y animales mueren, mediante la descomposición se produce una transformación química de los compuestos nitrogenados, convirtiéndose en nitrógeno amoniacal (actividad denominada amonificación), última etapa de la mineralización del nitrógeno que está contenido en la materia orgánica del suelo.
Este amoniaco vuelve a ser en parte recuperado por las plantas, pero el resto alcanza el medio acuático o simplemente permanece en el suelo, donde será convertido en nitrógeno nítrico por los microorganismos, en un proceso que se denomina nitrificación y que es aprovechado de nuevo por las plantas. Los nitratos pueden volver a la atmósfera mediante la desnitrificación, o ser eliminado del suelo por lixiviación (disolución en el agua) y posterior arrastrado a los ríos y lagos.

IMPORTANCIA
 El ciclo del nitrógeno es un ciclo importante para la vida ya que de este ciclo depende mucho nuestra nutrición, para empezar, a pesar de que el nitrógeno es el elemento más abundante en la atmósfera, las plantas no lo pueden asimilar mas que como nitrato o amonio, por lo que algunas bacterias como la Rhizobium, Azotobacter, Nitrobacter y Nitrosomas, entre otras, se encargando e fijar el nitrógeno en las plantas o el suelo en algunas de estas dos formas. Sin el nitrógeno, las plantas tendrán un déficit proteico, ya que el nitrógeno es un elemento esencial para la formación de amino ácidos y posteriormente proteínas, como nosotros nos alimentamos de estas, que sin el ciclo no tendrían proteínas suficientes, sufriríamos de desnutrición, aunque no nos alimentamos especificamente de las plantas, este déficit continuaria ya que el déficit sería para los otros animales hervíboros que posteriormente consumiríamos, y por lógica tambíen careceríamos de estas proteínas.

CICLOS BIOGEOQUIMICOS (CICLO DEL AGUA)

El ciclo del agua no se inicia en un lugar específico pero, para esta explicación, asumimos que comienza en los océanos. El sol, que dirige el ciclo del agua, calienta el agua de los océanos, la cual sube hacia la atmósfera como vapor de agua. Corrientes ascendentes de aire llevan el vapor a las capas superiores de la atmósfera, donde la menor temperatura causa que el vapor de agua se condense y forme las nubes.
 Las corrientes de aire mueven las nubes sobre el globo, las partículas de nube colisionan, crecen y caen en forma de precipitación. Parte de esta precipitación cae en forma de nieve, que se llega a acumular en capas de hielo y en los glaciares -que pueden almacenar agua congelada por millones de años. En los climas más cálidos, la nieve acumulada se funde y derrite cuando llega la primavera. 
La nieve derretida corre sobre la superficie del terreno como agua de deshielo. La mayor parte de la precipitación cae en los océanos o sobre la tierra donde, debido a la gravedad, corre sobre la superficie como escorrentía superficial. Una parte de esta escorrentía alcanza los ríos en las depresiones del terreno; en la corriente de los ríos el agua se transporta de vuelta a los océanos. El agua de escorrentía y el agua subterránea que brota hacia la superficie se acumula y almacena en los lagos de agua dulce.



IMPORTANCIA
 El principal objetivo del ciclo del agua es proveer este vital elemento, que es el agua fresca y pura, a todos los seres vivos. Como podemos apreciar, todas las aguas de la Tierra, aunque de modos bien distintos, participan en este ciclo, que se renueva constantemente y que tiene una gran importancia para el desarrollo de la vida.

El agua es la materia mas importante e indispensable para la vida. Usamos el agua de tantos modos y muchas veces no nos percatamos de su valor. Sin agua, las plantas, animales y la gente no podrian sobrevivir. Lamentablemente la mayor parte del agua en el planeta es salada, me refiero a que no es apta para los serves vivos. Tenemos poca agua dulce y mucha gente. el agua solo la podemos encontrar en las masas de hielo o capaz muy profundas de la tierra (napa). Es muy importante cuidarla y conservarla ya que el agua es un recurso no renovable 

CICLOS BIOGEOQUIMICOS (CICLO DEL FOSFORO)

El ciclo del fósforo incluye la captación de fósforo por parte de los organismos.
El fósforo se encuentra en el medioambiente principalmente en las rocas.
Sin embargo, la exposición natural a las condiciones del tiempo desintegra la roca y hace que el fósforo se encuentre disponible para los sistemas biológicos.
Tras la descomposición de residuos biológicos, puede acumularse en grandes cantidades en suelos y sedimentos.
Los humanos emplean el fósforo como fertilizante en las tierras de cultivo así como en los detergentes. Su uso excesivo puede conducir a la eutrofización.
El ciclo del fósforo se efectúa únicamente entre la litosfera y la hidrosfera, debido a que el elemento no es transportado por la atmósfera.
El fósforo es transferido a los organismos consumidores en forma orgánica y es devuelto al suelo por las excreciones de fosfatos animales y por la acción de los degradadores de detritus.
El humus y las partículas del suelo fijan fosfatos, y el reciclamiento tiende a localizarse en los ecosistemas.
Sin embargo, el fósforo se infiltra en las aguas subterráneas gradualmente drenando de los ecosistemas terrestres al mar; la erosión severa puede acelerar este proceso.
El fosfato que llega al océano gradualmente se sedimenta y se incorpora en las rocas, y después de mucho tiempo vuelve a los ecosistemas terrestres.
El fosfato que llega al litoral, se introduce en la cadena trófica marina mediante el fitoplancton y se convierte en fósforo orgánico.Una vez estos organismos mueren, caen con rapidez al fonfo oceánico y con ellos el fósforo. Una pequeña parte del mismo (que será recuperado por el ecosistema marino) queda en la superficie, y el resto llega hasta las zonas profundas y se sedimenta pasando al cielo geológico sedimentario.

Importancia.
El fósforo es un elemento esencial para los seres vivos, y los procesos de la fotosíntesis de las plantas, como otros procesos químicos de los seres vivos, los cuales no se pueden realizar sin ciertos compuestos en base a fósforo.
En la naturaleza se encuentra formando parte de los minerales o de los componentes orgánicos de los tejidos vivos como huesos y dientes
Sin la intervención del fósforo no es posible que un ser vivo pueda sobrevivir.
El fósforo es un elemento que se puede encontrar en las estructuras del ADN de los organismos.
El fósforo es uno de los elementos más importantes para los sistemas biológicos ya que forma parte de moléculas tan importantes como los ácidos nucleicos (AND,ARN), el ATP y otros compuestos fosforados.
Además juega un papel especial en el metabolismo energético de los seres vivos, pues al transferirse un ión fosfato a una molécula de ADP se origina una molécula de ATP, rica en energía fácilmente transportable.
Hay grandes cantidades de fósforo contenido en el organismo, sobre todo en los ácidos nucleicos ARN y AND, y en la membrana en forma de fosfolípidos.
La biosfera ofrece varias opciones de energía para el desarrollo y vida de organismos. Es ahí donde aparece el fósforo.
Es necesario en la biosfera porque aunque no es un constituyente de las proteínas, éstas no pueden formarse sin él, ya que requieren del enlace de fosfato de alta energía en forma de ATP.
Además este elemento tiene una gran importancia ecológica por ser probablemente el elemento limitante o regulador de la productividad de los ecosistemas.
El fósforo es el principal factor limitante del crecimiento para los ecosistemas, porque el ciclo del fósforo está principalmente relacionado con el movimiento del fósforo entre los continentes y los océanos. Al contrario que en el ciclo del nitrógeno, en el del fósforo no hay fase gaseosa en el aire. 

CICLOS BIOGEOQUIMICOS (CICLO DEL AZUFRE)

La intemperización extrae sulfatos de las rocas, los que recirculan en los ecosistemas. En los lodos reducidos, el azufre recircula gracias a las bacterias reductoras del azufre que reducen sulfatos y otros compuestos similares, y a las bacterias desnitrificantes, que oxidan sulfuros.

El H2S que regresa a la atmósfera se oxida espontáneamente es acarreado por la lluvia. Los sulfuros presentes en combustibles fósiles y rocas sedimentarias son oxidados finalmente a ser empleados como combustible por el hombre, debido a movimientos de la corteza terrestre, y a la intemperización, respectivamente.
La mineralización del azufre ocurre en las capas superiores del suelo, el sulfato liberado del humus es fijado en pequeñas escala por el coloide del suelo, la fuerza de absorción con la cual son fijadas los aniones crecen en la siguiente escala:

CLֿ –NO3ֿ – SO4ֿ –PO4═ –SiO3 –OHֿ

El sulfato es ligado correspondientemente mucho más débilmente que el fosfato del cual pequeñas cantidades es suficiente para reemplazar el SO4 a través de las raíces. El sulfato es la forma soluble del tratamiento del azufre en la planta donde es reducido para integrar compuestos orgánicos. La reabsorción del SO4, depende del catión acompañante y crece en el sentido siguiente.

Ca < Mg. < Na < NH < K

En cantidades limitadas el azufre puede absorberse, este proceso puede ser inhibido por el cloro, por el cloro, por las partes epigeas de la planta.



Entre el azufre orgánico y le mineral, no existe una concreta relación en la planta; la concentración de S-mineral, depende en forma predominante de la concentración del azufre in situ, por la cual pueden darse notables variaciones. En cambio el azufre de la proteínas depende del nitrógeno, su concentración es aproximadamente 15 veces menos que el nitrógeno.
El azufre es absorbido por las plantas en su forma sulfatado, SO4, es decir en forma aniónica perteneciente a las distintas sales: sulfatos de calcio, sodio, potasio, etc. (SO4 Ca, SO4 Na2)
El azufre no solo ingresa a la planta a través del sistema radicular sino también por las hojas en forma de gas de SO2, que se encuentra en la atmósfera, a donde se concentra debido a los procesos naturales de descomposición de la materia orgánica, combustión de carburantes y fundición de metales.

Funciones:
El azufre en el interior de las células tiene características de poca movilidad. Cumple fisiológicamente algunas funciones importantes, además de constituir distintas sustancias vitales, están son:
  • Forma parte constituyente de las proteínas (cistina, cisteína, metionina).
  • Forma parte de las vitaminas (biotina).
  • Es constituyente de las distintas enzimas con el sulfidrilo (SHˉ) como grupo activo, que actúan en el ciclo de los hidratos de carbono y en los lípidos (en la oxidación de los ácidos grasos, como la coenzima A, CoA).
  • Interviene en los mecanismos de óxido-reducción de las células (con el glutation).
  • Interviene en la estructura terciaria de las proteínas; las proteínas se ordenan en grandes cadenas moleculares, el azufre ayuda a la constitución de estas macromoléculas además de formar parte de los aminoácidos (compuestos moleculares imprescindibles para la formación de los péptidos, que se unen a su vez para la formación de las proteínas).

jueves, 21 de mayo de 2015

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ECOLOGÍA

DEFINICIÓN.

La ecología es la especialidad científica centrada en el estudio y análisis del vínculo que surge entre los seres vivos y el entorno que los rodea, entendido como la combinación de los factores abióticos (entre los cuales se puede mencionar al clima y a la geología) y los factores bióticos (organismos que comparten el hábitat). La ecología analiza también la distribución y lacantidad de organismos vivos como resultado de la citada relación

Cabe destacar que Ökologie es un concepto que data de fines de la década de 1860 y fue acuñado por el biólogo y filósofo de origen alemán Ernst Haeckel. Esta palabra está compuesta por dos vocablos griegos: oikos (que significa “casa”, “residencia” u “hogar”) y logos (término que, traducido al español, se entiende como “estudio”). Por eso, la ecología se define con precisión como “el estudio de los hogares”.

Pese a que el origen del término es dudoso, se reconoce al investigador Haeckel como uno de sus creadores, quien al comenzar a desarrollar sus experimentos, Haeckel, quien la definía como aquella rama de la ciencia que gira en torno a la interacción de todo ser vivo con la superficie que lo rodea. Sin embargo, con el tiempo extendió el concepto hasta abarcar el análisis de las propiedades del medio, incluyendo el desplazamiento de materia y energía y su evolución a raíz de la presencia de conjuntos biológicos.