Ciclos biogeoquímicos - Unidad II

Summary

En esta unidad del curso de Ecología, se exploran los ciclos biogeoquímicos que describen el movimiento de materiales esenciales en el ecosistema, como el carbono, nitrógeno, fósforo y azufre. Estos ciclos dependen de factores ambientales, físicos y químicos que regulan el flujo de nutrientes en los biotopos terrestres y acuáticos. Además, se analiza la termodinámica ecológica, que estudia la disponibilidad de energía en los ecosistemas y su relación con la fotosíntesis, la biomasa y la producción de trabajo biológico. En conjunto, estos procesos revelan cómo los organismos interactúan y mantienen el equilibrio en los ecosistemas.

Takeaways

• 😀 Los ciclos biogeoquímicos son procesos que describen el movimiento de materiales dentro de un ecosistema, influidos por condiciones ambientales, físicas y químicas.
• 😀 El ciclo del carbono es fundamental para la formación de biomasa y se lleva a cabo a través de la fotosíntesis y procesos como la respiración y la fermentación.
• 😀 El carbono puede ser almacenado en combustibles fósiles y liberado en el ciclo por microorganismos, plantas y animales en diferentes niveles tróficos.
• 😀 El ciclo del nitrógeno se centra en la fijación biológica del nitrógeno atmosférico, convirtiéndolo en formas asimilables por los organismos para formar proteínas.
• 😀 La amonificación convierte el nitrógeno orgánico en amonio, que es luego utilizado por las plantas y microorganismos en el ecosistema.
• 😀 El ciclo del fósforo depende de la meteorización de rocas y la resuspensión de sedimentos en cuerpos de agua, lo que lo hace menos disponible en comparación con otros ciclos.
• 😀 El ciclo del azufre involucra tanto un ciclo rápido (azufre elemental) como un ciclo lento (en sedimentos), y es crucial para la formación de proteínas.
• 😀 Todos los ciclos biogeoquímicos están interconectados, ya que los elementos como el carbono, oxígeno, nitrógeno y fósforo interactúan entre sí en los ecosistemas.
• 😀 La termodinámica ecológica estudia la incorporación y transferencia de energía en los ecosistemas, particularmente la energía solar utilizada en la fotosíntesis.
• 😀 La energía biológica producida en los ecosistemas es almacenada en moléculas como el ATP, que es crucial para las funciones biológicas y la homeostasis de los organismos.

Q & A

¿Qué son los ciclos biogeoquímicos y cómo se relacionan con los ecosistemas?

Los ciclos biogeoquímicos son procesos que describen el movimiento de materiales a través de los ecosistemas, involucrando factores como las condiciones ambientales, la naturaleza química de los elementos y su interacción con la biota. Estos ciclos incluyen el carbono, nitrógeno, fósforo, azufre, entre otros, y son esenciales para el funcionamiento del ecosistema.

¿Por qué el carbono es considerado un elemento fundamental en la biota?

El carbono es crucial porque forma parte de las biomoléculas que componen los seres vivos, como carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Su capacidad para formar compuestos en cadenas largas permite una gran variedad de sustancias esenciales para la vida.

¿Cómo se fija el carbono en los ecosistemas?

El carbono se fija en los ecosistemas a través de la fotosíntesis, un proceso en el que las plantas y algas absorben dióxido de carbono (CO2) de la atmósfera o del suelo y lo convierten en biomasa autotrófica.

¿Cuál es la diferencia entre los ciclos del carbono en la atmósfera y en los ecosistemas acuáticos?

El ciclo del carbono en la atmósfera se enfoca en la fijación del CO2 por parte de las plantas terrestres, mientras que en los ecosistemas acuáticos, el CO2 disuelto se transforma en especies químicas como bicarbonato e ion carbonato, que son utilizados por la microbiota algal.

¿Qué rol juega el oxígeno en el ciclo del carbono?

El oxígeno es esencial para la oxidación del carbono en la biomasa vegetal, ya que este proceso libera energía que es utilizada por los organismos para realizar funciones biológicas como la reproducción y el movimiento.

¿Por qué el nitrógeno es poco disponible en su forma molecular?

El nitrógeno molecular (N2) tiene una estructura que lo hace poco reactivo, lo que dificulta su asimilación directa por los organismos. Por ello, es necesario un proceso de fijación biológica para convertirlo en formas biodisponibles como amonio o nitrato.

¿Qué son los procesos de fijación biológica y cómo afectan al ciclo del nitrógeno?

La fijación biológica es un proceso en el que ciertos organismos, como las cianobacterias en el agua o las plantas en la tierra, convierten el nitrógeno atmosférico en formas utilizables por otras formas de vida, como amonio o nitratos, los cuales luego son transferidos a la biomasa heterotrófica.

¿Por qué el ciclo del fósforo está vinculado a la meteorización de rocas sedimentarias?

El fósforo no se encuentra libre en la naturaleza y debe ser liberado de las rocas sedimentarias a través de la meteorización. Esto permite que el ion ortofosfato sea incorporado a la biomasa y transferido a otros niveles tróficos.

¿Cómo se resuspende el fósforo en los ecosistemas acuáticos?

En los ecosistemas acuáticos, el fósforo se resuspende principalmente en las aguas profundas de los océanos mediante corrientes oceánicas que reactivan los sedimentos fosfatados, haciendo el fósforo disponible nuevamente para los organismos productores.

¿Qué importancia tiene el azufre en los ciclos biogeoquímicos y cómo interactúa con otros elementos?

El azufre es esencial en la formación de proteínas y biomoléculas. Existe un ciclo rápido, donde el azufre se encuentra como sulfato en la biota, y un ciclo lento relacionado con depósitos en sedimentos. Estos ciclos interactúan con el carbono y el nitrógeno, ya que el azufre también puede ser liberado y transformado por procesos biológicos como la reducción de sulfatos.