Ciclos biogeoquímicos

O que são ciclos biogeoquímicos?

Os ciclos biogeoquímicos ou ciclos da matéria são conhecidos como os circuitos de troca de elementos químicos entre os seres vivos e o ambiente que os rodeia, através de uma série de processos de transporte, produção e decomposição. Seu nome vem dos prefixos gregos bio , “vida” e geo , “terra”.

Nos ciclos biogeoquímicos intervêm diferentes formas de vida (vegetal, animal, microscópica, etc.), bem como elementos e compostos inorgânicos naturais (chuva, ventos, etc.). É um deslocamento perpétuo de matéria de um lugar para outro , que permite a reciclagem dos nutrientes disponíveis na biosfera .

Por “nutrientes” entendemos todos os elementos ou moléculas cuja presença no organismo de um ser vivo é essencial para a continuidade de sua existência e a reprodução de sua espécie . Os nutrientes geralmente são compostos por aproximadamente 31 e 40 elementos químicos diferentes e, dependendo da espécie, tanto os nutrientes quanto os elementos que os compõem são necessários em diferentes proporções . Esses nutrientes podem ser de diferentes tipos:

• Macronutrientes. Sua presença no corpo em seus vários compostos constitui cerca de 95% da massa de todos os organismos vivos. Eles são compostos de carbono, oxigênio, hidrogênio, nitrogênio, enxofre, cálcio, sódio, cloreto, potássio e fósforo. São os nutrientes que em maior quantidade se encontram no organismo de qualquer ser vivo.
• Micronutrientes. Sua presença no corpo dos seres vivos é essencial, mas uma minoria. Eles são compostos de ferro, cobre , zinco, iodo e vitamina A.
• Energético. São aqueles que o organismo dos seres vivos utiliza para obter a energia necessária ao desempenho das funções vitais. Por exemplo, aminoácidos e gorduras .
• Estrutural. São aqueles que formam a estrutura do organismo dos seres vivos e permitem seu crescimento. Por exemplo, proteínas , fósforo, cálcio e alguns lipídios.
• Reguladores. Eles controlam a evolução de muitas reações que ocorrem no corpo. Os principais são vitaminas , sódio e potássio.
• Não essencial. Eles podem ser sintetizados pelo organismo dos seres vivos. Eles não são totalmente vitais para o funcionamento do corpo.
• Essencial Eles não podem ser sintetizados pelo organismo dos seres vivos, então, inevitavelmente, têm que ser extraídos do meio ambiente . Por exemplo, aminoácidos essenciais e ácidos graxos.

Os ciclos biogeoquímicos variam de acordo com as propriedades do elemento envolvido e, portanto, também envolvem diferentes formas de vida.

Veja também: Biomoléculas

Tipos de ciclos biogeoquímicos

Existem vários tipos de ciclos biogeoquímicos:

• Hidrológico. Aquelas em que intervém o ciclo da água ou ciclo hidrológico, que serve de agente de transporte dos elementos de um local para o outro. O próprio ciclo da água pode ser incluído nesta categoria.
• Gasoso. Aquelas em que a atmosfera intervém para transportar os elementos químicos do ciclo, como o nitrogênio, oxigênio e ciclo do carbono.
• Sedimentar. Aquelas em que o transporte do elemento químico ocorre por sedimentação, ou seja, por seu lento acúmulo e troca na crosta terrestre , como o ciclo do fósforo.

Importância dos ciclos biogeoquímicos

Os ciclos biogeoquímicos são responsáveis ​​pela reciclagem dos elementos químicos vitais , caso contrário, eles seriam esgotados devido ao qual a vida no planeta seria impossível.

Nesse sentido, os ciclos biogeoquímicos são os diferentes mecanismos que a natureza possui para fazer circular a matéria de alguns seres vivos para outros , permitindo assim que uma certa margem esteja sempre disponível.

Nenhum dos nutrientes que um ser vivo necessita ficará dentro dele para sempre. Todos devem ser devolvidos ao ambiente para que possam ser reutilizados por terceiros.

Ciclo de nitrogênio

O ciclo do nitrogênio é um dos principais ciclos biogeoquímicos, no qual microrganismos procarióticos ( bactérias ) e plantas fixam em seus corpos o nitrogênio, um dos principais gases da atmosfera. É essencial para vários compostos no corpo dos animais , incluindo humanos .

O ciclo pode ser resumido da seguinte forma:

• Certas bactérias fixam em seus corpos o nitrogênio gasoso (N ₂ ) da atmosfera, formando com ele moléculas orgânicas que podem ser utilizadas pelas plantas, como a amônia (NH ₃ ).
• As plantas aproveitam-se dessas moléculas nitrogenadas e as transmitem por meio de seus tecidos aos animais herbívoros e destes por seus tecidos aos animais carnívoros e destes aos seus predadores , ao longo da cadeia trófica .
• Eventualmente, os seres vivos devolvem o nitrogênio ao solo , seja pela urina (rica em amônia), ou quando morrem e são decompostos pelas bactérias , que fixam as moléculas ricas em nitrogênio, liberando o nitrogênio novamente na atmosfera em estado gasoso .

Siga em: Ciclo do nitrogênio

Ciclo do carbono

O ciclo do carbono é o mais importante e complexo dos ciclos biogeoquímicos, uma vez que toda vida conhecida é composta, sem exceção, de compostos derivados desse elemento. Além disso, esse ciclo envolve os principais processos metabólicos de plantas e animais : fotossíntese e respiração .

O ciclo pode ser resumido assim:

• A atmosfera é composta por um volume significativo de dióxido de carbono (CO ₂ ). Plantas e algas o capturam e convertem em açúcares (glicose) por meio da fotossíntese, utilizando para isso a energia solar . Dessa forma, eles obtêm energia e podem crescer. Em troca, eles liberam oxigênio (O ₂ ) na atmosfera.
• Além de obter oxigênio durante seus processos respiratórios, os animais acessam o carbono dos tecidos vegetais para, por sua vez, crescer e se reproduzir. Tanto os animais quanto as plantas, ao morrer, fornecem ao solo o carbono de seus corpos que, por meio de processos sedimentares (principalmente no fundo do oceano, onde o carbono também se dissolve nas águas), é convertido em diversos fósseis e minerais .
• O carbono em seu estado fóssil ou mineral pode durar milhões de anos sob a crosta terrestre, passando por transformações que liberam matéria tão diferente quanto carvão mineral, petróleo ou diamantes. Este assunto ressurgirá graças à erosão , erupções e, principalmente, ao trabalho humano: a exploração de combustíveis fósseis , a extração de cimento e outras indústrias que liberam toneladas de CO ₂ na atmosfera tanto para o oceano como para a terra. Bem como outros resíduos líquidos e sólidos ricos em carbono.
• Por outro lado, os animais estão constantemente liberando CO ₂ ao respirar . Outros processos energéticos, como a fermentação ou decomposição de matéria orgânica, geram CO ₂ ou geram outros gases ricos em carbono, como o metano (CH ₄ ), que também vão para a atmosfera.

Mais em: Ciclo do carbono

Ciclo de fósforo

O ciclo do fósforo é o último e mais complexo dos principais ciclos biogeoquímicos, visto que o fósforo é um elemento abundante na crosta terrestre, na forma mineral, mas que os seres vivos requerem essencialmente, embora em quantidades moderadas. O fósforo faz parte de compostos vitais como DNA e RNA , e seu ciclo pode ser resumido da seguinte forma:

• O fósforo é proveniente de minerais terrestres , que devido à ação da erosão (solar, vento, água ) são liberados e transportados para diversos ecossistemas . A ação humana de mineração também pode contribuir para esta fase, embora não necessariamente de uma forma ambiental positiva.
• Rochas ricas em fósforo fornecem nutrientes às plantas, que fixam o fósforo em seus tecidos e, novamente, o transmitem a outras formas de vida animal por meio da cadeia alimentar . Por sua vez, os animais devolvem o excesso de fósforo ao solo por meio da defecação e da decomposição de suas carcaças, mantendo o fósforo em um ciclo dentro do ciclo entre os seres vivos.
• Porém, o fósforo também chega ao mar , onde é fixado pelas algas e transmitido aos animais. Nesse caso, o elemento vai se depositando lentamente no fundo do mar, onde diversos processos sedimentares o farão retornar às rochas que, posteriormente, em um processo geológico muito lento e muito longo, ficarão expostas e mais uma vez fornecerão fósforo à biosfera. .