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El ciclo del nitrógeno es el circuito biogeoquímico que suministra nitrógeno a los seres vivos y lo mantiene circulando en la biósfera. El nitrógeno que forma parte de la atmósfera en forma de N₂ no puede ser utilizado por los animales y las plantas y, por esta razón, es necesario un mecanismo para convertir el N₂ a formas utilizables. De este mecanismo son responsables algunas bacterias. Así, el ciclo del nitrógeno está compuesto por procesos bióticos y abióticos. El ion amonio (NH₄⁺) y el ion nitrato (NO₃–) forman algunas de las presentaciones (utilizables por los animales y las plantas) más importantes de este elemento en el ciclo, así como el nitrógeno diatómico en estado gaseoso (N₂).

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El ciclo del agua describe la presencia y el movimiento del agua en la Tierra y sobre ella. El agua de la Tierra esta siempre en movimiento y constantemente cambiando de estado, desde líquido, a vapor, a hielo, y viceversa.

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El ciclo del agua para niños - ¿Qué es el ciclo del agua? -  ¿Por qué llueve? - Ciencias para niños

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Puntos más importantes

La mayor parte del agua de la Tierra es el agua salada de los océanos, solo una pequeña fracción es agua dulce de fácil acceso, que es lo que necesitamos los humanos.

El agua que se encuentra en la superficie de la tierra circula rápidamente, pero mucha del agua del planeta se encuentra en el hielo, los océanos y los depósitos subterráneos, y esta circula lentamente.

El ciclo del agua es complejo. Involucra cambios en el estado físico del agua así como el movimiento de la misma a través de los ecosistemas y entre ellos.

El agua subterránea se encuentra entre las partículas del suelo y en las grietas de las rocas. Los mantos acuíferos son depósitos de agua subterránea que a menudo se aprovechan por medio de pozos.

El agua: ¿por qué es importante?

El agua es extremadamente importante para los seres vivos. Más de la mitad de tu cuerpo es agua y, si analizáramos tus células, ¡encontraríamos que están compuestas por más del 70% de agua! Así que tú, como la mayoría de los animales terrestres, necesitas una fuente confiable de agua dulce para sobrevivir.

El 97.5% del agua de la Tierra es salada. Más del 99% del agua restante está en depósitos subterráneos o en forma de hielo. Así que menos del 1% del agua dulce se encuentra en lagos, ríos y otras formas superficiales disponibles.

Muchos seres vivos dependen de este pequeño suministro de agua dulce superficial y la falta de agua puede tener efectos severos en los ecosistemas. Por supuesto, los humanos han desarrollado tecnologías que aumentan la disponibilidad de agua, entre ellas se encuentran la construcción de pozos para llegar al agua subterránea, el acopio de agua de lluvia y la desalinación -remover la sal- para obtener agua dulce del océano. Aun así, hoy en día no siempre hay agua potable y segura disponible en muchas partes del mundo.

La mayor parte del agua de la tierra no circula -se mueve de un lugar a otro- muy rápido. Podemos verlo en la imagen siguiente, en la que se muestra el tiempo promedio que pasa una molécula de agua en cada uno de los principales depósitos de agua del planeta, una medida conocida como tiempo de residencia. El agua de los océanos, el agua subterránea y la que se encuentra en forma de hielo tiende a circular muy lentamente. Solo el agua superficial circula con rapidez.

El ciclo del agua

El ciclo del agua es impulsado por la energía solar. El sol calienta la superficie del océano y otras aguas superficiales, lo que evapora el agua líquida y sublima el hielo, convirtiéndolo directamente de sólido a gas. Estos procesos impulsados por el sol mueven el agua hacia la atmósfera en forma de vapor de agua.

Con el tiempo, el vapor de agua en la atmósfera se condensa en nubes y finalmente cae como precipitación, en forma de lluvia o nieve. Cuando la precipitación llega a la superficie de la tierra, tiene pocas opciones: puede evaporarse de nuevo, fluir sobre la superficie o percolarse, filtrarse, en el suelo.

En los ecosistemas terrestres -que se encuentran sobre la tierra- en su estado natural, la lluvia generalmente golpea las hojas y otras superficies de las plantas antes de caer al suelo. Parte de esa agua se evapora rápidamente de la superficie de las plantas. El agua restante cae al suelo y, en la mayoría de los casos, es absorbida por este.

En general, el agua se mueve sobre la superficie de la tierra como escurrimiento solo cuando el suelo está saturado con agua, cuando la lluvia es muy fuerte o cuando la superficie no puede absorber mucha agua. Una superficie que no absorbe el agua podría ser la roca en un ecosistema natural o el asfalto y el cemento en un ecosistema urbano o suburbano.

El agua en los niveles superiores del suelo puede ser absorbida por las raíces de las plantas. Estas usan una parte del agua para su propio metabolismo y el agua que se encuentra sus tejidos puede pasar al cuerpo de los animales cuando estos se comen a las plantas. Sin embargo, la mayor parte del agua que entra en el cuerpo de una planta se pierde hacia la atmósfera mediante un proceso llamado transpiración. En la transpiración, el agua entra a través de las raíces, viaja hacia arriba por tubos vasculares formados por células muertas y se evapora a través de poros llamados estomas, que se encuentran en las hojas.

Si el agua no es absorbida por las raíces de las plantas, puede percolarse hacia el subsuelo y el lecho de roca, convirtiéndose en agua subterránea. El agua subterránea es la que se encuentra en los poros entre las partículas de arena y grava o en las grietas de las rocas, y es un depósito importante de agua dulce. El agua subterránea poco profunda fluye lentamente a través de los poros y fisuras, y puede encontrar su camino hasta un arroyo o lago, donde se convierte nuevamente en agua superficial.

Parte del agua subterránea se encuentra muy profundo en el lecho de roca y puede permanecer ahí durante milenios. Estos depósitos de agua o acuíferos, generalmente se explotan como fuente de agua potable o de riego mediante la excavación de pozos. Hoy en día, muchos acuíferos están siendo utilizados más rápido de lo que pueden renovarse por la filtración de agua superficial.

El ciclo del agua impulsa otros ciclos.

El ciclo del agua es importante por sí mismo y los patrones de circulación del agua y la precipitación tienen grandes efectos en los ecosistemas de la tierra. Sin embargo, la lluvia y el escurrimiento superficial también tienen una función en la circulación de varios elementos, entre estos el carbono, el nitrógeno, el fósforo y el azufre. En particular, el escurrimiento superficial ayuda a estos elementos a moverse de los ecosistemas terrestres a los acuáticos.

Veremos con más detalle cómo funciona esto en los siguientes artículos, donde examinaremos los ciclos biogeoquímicos de los distintos elementos.

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El ciclo del agua (artículo) | Ecología | Khan Academy

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El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre.
Al respirar los animales y los seres humanos tomamos del aire el dioxígeno, O₂ que las plantas producen y luego exhalamos gas carbónico. Las plantas, a su vez, toman el gas carbónico que los animales y los seres humanos exhalamos, para utilizarlo en el proceso de la fotosíntesis. Las plantas y los foto sintetizadores como las diatomeas son los únicos capaces de convertir el dióxido de carbono (CO₂) en oxígeno.​

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Qué es Ciclo del oxígeno. Concepto y Significado de Ciclo del oxígeno: El ciclo del oxígeno es la circulación del elemento oxígeno en el interior y en la...

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El ciclo del carbono es el ciclo biogeoquímico por el que el carbono se intercambia entre la biosfera, pedosfera, geosfera, hidrósfera y la atmósfera de la Tierra. Junto con el ciclo del nitrógeno y el ciclo del agua, el ciclo del carbono comprende una secuencia de eventos que es clave para hacer a la Tierra capaz de sostener vida

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♻️ Ciclo del Carbono ⚫️ [Fácil y Rápido] | BIOLOGÍA |

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Como ejemplo de los ciclos gaseosos tenemos al del carbono, que es un elemento imprescindible para los seres vivos, ya que está presente en la estructura de todas las moléculas orgánicas, como proteínas, carbohidratos, ácidos nucleicos, etc.

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BioEnciclopedia | Biodiversidad, Animales, Medio Ambiente, Vida

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Definición

El nitrógeno (N) es un elemento químico. La atmósfera está compuesta por nitrógeno en un 78 por ciento, lo que lo hace el elemento más abundante en ella. Su importancia es crucial para la vida, pues los seres vivos lo necesitan para realizar algunos de sus procesos biológicos importantes.

El ciclo del nitrógeno es un ciclo biogeoquímico que se caracteriza por el paso del nitrógeno por distintos cambios químicos y biológicos en la Tierra, a partir de los cuales se mantiene constante. El ciclo se repite una y otra vez, del aire pasa al suelo y de este de nuevo al aire.

¿En qué consiste?

Este es un ciclo complejo, pero, al igual que en el ciclo del carbono, el elemento pasa por los distintos organismos hasta regresar a la atmósfera. El nitrógeno en la atmósfera no está combinado con otros elementos, y se forma por procesos químicos y biológicos en la biosfera.

-Fijación del nitrógeno.

Las plantas no pueden aprovechar el nitrógeno directamente del aire. En vez de ello, lo obtienen del suelo en forma de nitratos. Para que el N pase del aire al suelo, unas bacterias y cianobacterias convierten el gas en nitratos, que luego las plantas absorben del suelo por sus raíces y lo usan en sus procesos para sintetizar proteínas.

Las bacterias y cianobacterias fijadoras del nitrógeno viven cerca de las raíces de las plantas o bien, en nódulos de las raíces de las leguminosas. A cambio, obtienen carbohidratos de las plantas para obtener energía, y cuando mueren, el nitrógeno de su cuerpo vuelve al suelo en forma de amonio, que también puede ser absorbido.

Los relámpagos también pueden convertir el nitrógeno gaseoso en nitratos.

-Amonificación.

El suelo contiene bacterias que, gracias a unas enzimas, convierten el nitrógeno gaseoso en iones de amonio, los cuales se unen a las partículas del suelo.

-Nitrificación.

Bacterias nitrificantes pueden liberar el amonio que está en el suelo. ¿Cómo? Únicamente convierten los iones de amonio en iones de nitritos. Estos pueden ser convertidos en iones de nitratos por las bacterias nitrificantes. Como se mencionó, en esta última forma, las plantas toman el nitrógeno, aunque también pueden absorber iones de amonio.

Nitrificación: iones de amonio → iones de nitritos → iones de nitratos.

-Asimilación.

Esta etapa consiste simplemente en el consumo del nitrógeno por los seres vivos. Los animales se alimentan de las plantas, y de esta manera el N pasa a su cuerpo. Ellos digieren las proteínas vegetales gracias a ciertas enzimas.

-Desnitrificación.

En algunos suelos, generalmente anegados, bacterias convierten los nitratos del suelo en nitrógeno gaseoso, que se eleva y vuelve a la atmósfera. Puede volver a la tierra disuelto en la lluvia.

-Descomposición y amonificación.

-Una parte del nitrógeno vuelve al suelo a través de los excrementos de los animales y sus demás residuos orgánicos. Los organismos descomponedores, como algunas bacterias y hongos, descomponen el cuerpo de animales y plantas muertos y los productos de desecho, que contienen nitrógeno, para liberar energía. De la urea y los excrementos se genera amoniaco, y entonces los descomponedores convierten el amoniaco de los restos en iones de amonio, que luego pueden ser convertidos en nitritos.

Los residuos orgánicos devuelven al suelo una parte del nitrógeno, dando lugar a nitritos y nitratos que las plantas pueden utilizar como abono. Las bacterias nitrificantes devuelven también una parte del nitrógeno a la atmósfera, lo mismo que hacen las bacterias transformadoras de la materia orgánica en nitritos. Los procesos geológicos naturales incorporan nuevo nitrógeno al aire.

Importancia

Todos los seres vivos necesitan el nitrógeno para la formación de aminoácidos en las proteínas, y en general, las síntesis de estas. Forma parte esencial de los ácidos nucleicos, la clorofila y varias moléculas orgánicas importantes. Por su parte, las plantas requieren nitrógeno para crecer y producir semillas. En todos ellos, el nitrógeno es imprescindible para que células animales y vegetales funcionen correctamente.

Debido a que las plantas y los seres vivos no pueden asimilar el nitrógeno directamente, este ciclo adquiere importancia vital.

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El nitrógeno (N) es un elemento químico. La atmósfera está compuesta por nitrógeno en un 78 por ciento, lo que lo hace el elemento más abundante en ella. Su importancia es crucial para la vida, pues los seres vivos lo necesitan para realizar algunos de sus procesos biológicos importantes.

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El ciclo del azufre se refiere al ciclo biogeoquímico mediante el cual este elemento químico se puede encontrar en la naturaleza en sus diversas formas, como por ejemplo, el sulfato.

El ciclo del azufre es considerado uno de los ciclos químicos más complejos de la naturaleza ya que en su recorrido, por los diferentes ecosistemas, el azufre experimenta diferentes estados de oxidación (esto ocurre cuando el componente químico se combina con el oxígeno).

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BioEnciclopedia | Biodiversidad, Animales, Medio Ambiente, Vida

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Definición

El azufre es un elemento químico no metal de símbolo S, el décimo más abundante en la Tierra. El ciclo del azufre es un ciclo biogeoquímico que consiste en el paso de este elemento, en sus diversas formas, a través de la naturaleza. Se le considera un ciclo químicamente complejo, ya que a su camino por el suelo, el agua y los ecosistemas, el azufre pasa por diferentes estados de oxidación. La oxidación se produce cuando una sustancia se combina con oxígeno.

Las rocas y sedimentos de la corteza terrestre son muy abundantes en azufre, que se encuentra en forma de sulfatos de calcio y magnesio, así como sulfuros. El azufre elemental, producido en depósitos de sulfato de calcio debido a la reducción del S por bacterias, se encuentra en depósitos subterráneos.

Se le considera un ciclo químicamente complejo, ya que a su camino por el suelo, el agua y los ecosistemas, el azufre pasa por diferentes estados de oxidación.

¿En qué consiste?

-Descrito de forma simple, el ciclo del azufre comienza en la litosfera: la corteza superficial del planeta Tierra. Los sulfatos son sales o ésteres que están presentes en el suelo. Los sulfatos también están disueltos en las aguas.

-Las plantas absorben los sulfatos del suelo a través de sus raíces y los incorporan a su sustancia vegetal. Ellas reducen los sulfatos a sulfuros.

-Una vez en la estructura vegetal, el azufre puede pasar a través de los seres vivos en las cadenas alimentarias de la naturaleza.

-Los animales herbívoros se alimentan de las plantas e incorporan el azufre en su cuerpo.

-Los carnívoros se alimentan de los herbívoros, así que la carne de estos, que ya contiene azufre, pasa a su propio cuerpo para contribuir a su funcionamiento.

-Cuando los animales mueren, los cuerpos echados en el suelo son aprovechados por organismos descomponedores, tales como bacterias y hongos. Estos desintegran los cadáveres y la materia queda reducida a partículas orgánicas. Como el azufre está presente en algunos aminoácidos del cuerpo, las bacterias del suelo lo convierten en sulfuro de hidrógeno que se oxida para producir sulfato; así, los sulfatos vuelven al suelo y el ciclo se completa para volver a empezar. Lo mismo ocurre con las heces de los animales, pues también son descompuestas. Parte del azufre elemental puede incorporarse a las rocas.

El sulfuro de hidrógeno (H2S) es un compuesto gaseoso que es liberado durante poco tiempo a la atmósfera como resultado de la actividad de bacterias que viven en el suelo y en el agua. Las erupciones volcánicas, los incendios y la quema de combustibles fósiles son otras fuentes de sulfuro de hidrógeno que se eleva a la atmósfera. Justo en la atmósfera el sulfuro de hidrógeno entra en contacto con el oxígeno y se oxida, lo que produce sulfatos que caen al suelo y al agua por acción de la lluvia.

Gracias al azufre, las proteínas mantienen su forma y cumplen sus tareas de forma óptima.

Importancia

El azufre es un elemento esencial en los seres vivos al ser un importante componente de los aminoácidos que forman parte de las proteínas, la coenzima A, la tiamina, el glutatión y otros compuestos básicos en el cuerpo. Gracias al azufre, las proteínas mantienen su forma y cumplen sus tareas de forma óptima. El azufre elemental es muy valioso comercialmente, y a partir de él se produce el mundialmente conocido ácido sulfúrico, usado en hogares e industrias.

A pesar de lo anterior, el planeta requiere que haya un balance entre el azufre y los demás elementos químicos, de forma que el S no aumente hasta niveles anormales. Si el azufre se acumula en la atmósfera y el viento lo transporta, cuando llueve puede caer en forma de lluvia ácida: lluvia + azufre. La lluvia ácida daña las estructuras de las ciudades, afecta las plantas y contribuye a la acidificación de los océanos.

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Ciclo del Azufre | Proceso e Importancia - BioEnciclopedia

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El azufre es un elemento químico no metal de símbolo S, el décimo más abundante en la Tierra. El ciclo del azufre es un ciclo biogeoquímico que consiste en el paso de este elemento, en sus diversas formas, a través de la naturaleza.

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El ciclo del fósforo es un ciclo biogeoquímico que describe el movimiento de este elemento químico en un ecosistema . Los seres vivos toman el fósforo en forma de fosfatos a partir de las rocas fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos. Estos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales.

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Te explicamos qué es el ciclo del fósforo, sus etapas e importancia para la vida. Además, en qué casos se ve alterado este ciclo.

¿Qué es el ciclo del fósforo?

El ciclo del fósforo o ciclo fosfórico es el circuito que describe el movimiento de este elemento químico dentro de un ecosistema determinado. El fósforo (P) es un elemento no metálico, multivalente y sumamente reactivo. Se encuentra en la naturaleza en diversos sedimentos rocosos inorgánicos y en el cuerpo de los seres vivientes, en los que forma parte vital aunque a baja escala.

El ciclo del fósforo forma parte de los ciclos biogeoquímicos, en los que la vida y los elementos inorgánicos mantienen un balance para que diversos elementos químicos sean reciclados. Este ciclo no sería posible en rápidos términos sin las cadenas tróficas de los distintos ecosistemas.

Sin embargo, en comparación con los ciclos del nitrógeno, el carbono o el agua, se trata de un ciclo sumamente lento, ya que el fósforo no forma compuestos volátiles que puedan desplazarse con facilidad del agua a la atmósfera y de allí de vuelta a la tierra, de donde es originario.

Las plantas también cumplen un rol vital en la fijación y transmisión del fósforo, como se verá cuando analicemos sus distintas etapas.

Puede servirte: Ciclos biogeoquímicos

Importancia del ciclo del fósforo

El fósforo es un elemento abundante en minerales terrestres. Aunque juega un rol indispensable en los seres vivos, está poco presente en el cuerpo de los seres vivos.. Forma parte de las macromoléculas de mayor importancia, como el ADN, el ARN o el ATP (adenosín trifosfato).

En consecuencia, el fósforo resulta imprescindible para la obtención de energía a nivel bioquímico, así como para la replicación de la vida y la transmisión hereditaria. El ciclo del fósforo es indispensable para la vida tal y como la conocemos.

Etapas del ciclo del fósforo

Podemos estudiar el ciclo del fósforo en las siguientes etapas:

Erosión y meteorización. El fósforo abunda en minerales terrestres, que se encuentran en tierra firme o en el fondo de los mares. Los efectos constantes de la lluvia, la erosión eólica y solar, así como la acción accidental de la minería del ser humano permiten que estas reservas de fósforo salgan a la superficie y sean transportadas hasta los diversos ecosistemas.

Fijación en las plantas y transmisión a los animales. Las plantas absorben el fósforo de los suelos y lo fijan en su organismo, tanto en el caso de las plantas terrestres, como de las algas y el fitoplancton que lo absorbe de las aguas marinas. A partir de allí es transmitido a los animales que se alimentan de las plantas, en cuyos cuerpos también es almacenado, y del mismo modo a los depredadores de dichos animales herbívoros y a sus depredadores, repartiéndose a lo largo de la cadena trófica.

Retorno al suelo por descomposición. Las excreciones de los animales son ricas en compuestos orgánicos que, al ser descompuestos por las bacterias y otros organismos del reciclaje natural, retornan a ser fosfatos aprovechables por las plantas, o transmisibles al suelo. Lo mismo ocurre cuando los animales mueren y se descomponen, o cuando la carroña dejada de la cacería es descompuesta. En todos estos casos, los fosfatos retornan al suelo para ser aprovechados por las plantas o para continuar escurriéndose en ríos y lluvias hacia el mar.

Retorno al suelo por sedimentación. Otra vía de retorno del fósforo del cuerpo de los animales hacia la tierra, (donde vuelve a formar parte de minerales sedimentarios) es mucho más larga que la permitida por acción de los animales, y tiene que ver con la fosilización de sus restos orgánicos y el desplazamiento tectónico de las reservas de fósforo de origen orgánico hacia las profundidades de la tierra. Pero tales levantamientos geológicos pueden demorar miles de años en ocurrir.

Alteraciones en el ciclo del fósforo

El ciclo del fósforo puede verse alterado en gran medida por las intromisiones humanas. Por un lado, la liberación de fósforo por la acción minera puede aumentar la presencia de este material en la superficie terrestre, dado que su extracción por vías naturales erosivas habría tomado miles de años más.

Por otro lado, la acción de los fertilizantes empleados en la agricultura (sean de origen natural o artificial) supone la inyección al suelo de muchos más fosfatos de los que normalmente recibiría. Semejante exceso es lavado por las aguas de lluvia o de riego, escurriéndose hacia los depósitos de agua, los ríos o al mar.

Por el aumento de los fosfatos y del nitrógeno, aumentan también las algas y microorganismos que lo aprovechan. Este proceso se llama eutrofización, que consiste en el aumento excesivo de nutrientes en un ecosistema acuático y que provoca el desbalancea la dinámica trófica, lo que genera una superpoblación de algas que compiten entre ellas hasta morir masivamente en la orilla. Al descomponerse generan contaminación y además aumentan las cantidades de fósforo circulantes en el agua marina.

Sigue con: Bioquímica

Referencias

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Ciclo del Fósforo - Concepto, etapas, importancia y alteraciones

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Te explicamos qué es el ciclo del fósforo, sus etapas e importancia para la vida. Además, en qué casos se ve alterado este ciclo. El ciclo del fósforo o ciclo fosfórico es el circuito que describe el movimiento de este elemento químico dentro de un ecosistema determinado.

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El ciclo del calcio es un ciclo sedimentario, sin fase gaseosa; que quiere decir que el calcio permanece formando parte de la tierra, ya sea en las rocas o en el fondo marino, y de ahí a los organismos. En estos, la transformación y recuperación de este elemento es mucho más lenta. Se encuentra muy relacionado con los ciclos del fosforo y del carbono. Es la circulación del calcio entre los organismos vivos y el medio.

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Los mamíferos y otros animales encuentran en el calcio un elemento que participa en la construcción y el mantenimiento de huesos y dientes, en la coagulación de la sangre y en la metabolización de los alimentos.

El Ca 2+ está involucrado con la motilidad celular, la liberación de neurotransmisores, la transmisión de impulsos nerviosos y la permeabilidad de la membrana celular.

Del mismo modo, este elemento es uno de los que incide tanto en la función de transporte de las membranas celulares como en la transmisión de iones a través de las mismas.

La absorción de Ca por parte de los animales ocurre habitualmente en la parte superior del intestino delgado, si bien hay quien defiende que es absorbido también por difusión pasiva en la región proximal del duodeno.

Este proceso se lleva a cabo gracias a que se cuenta con la presencia de vitamina D y con un nivel óptimo de acidez en el intestino. Este mineral es el principal componente de la cáscara de los huevos.

Por último, algunos estudios científicos han relacionado ciertas proteínas del ciclo del calcio con la capacidad desarrollada por algunos peces para nadar a altas velocidades.

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Ciclo del Calcio - Definición, Etapas e Importancia, Maqueta【2021 】

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Los mamíferos y otros animales encuentran en el calcio un elemento que participa en la construcción y el mantenimiento de huesos y dientes, en la coagulación de la sangre y en la metabolización de los alimentos. El Ca 2+ está involucrado con la motilidad celular, la liberación de neurotransmisores, la transmisión de impulsos nerviosos y la permeabilidad de la membrana celular.