1. CONTENIDO
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS 2
I. CICLO DEL AGUA O CICLO HIDROLÓGICO 3
1.1 FASES DEL CICLO DEL AGUA 3
1.1.1 Evaporación 3
1.1.2 Condensación 4
1.1.3 Precipitación 4
1.1.4 Infiltración 4
1.1.5 Escorrentía 4
1.1.6 Circulación Subterránea 4
1.1.7 Evaporación 5
1.1.8 Fusión 5
1.1.9 Solidificación 5
II. CICLO DEL CARBONO 6
III. CICLO DEL OXÍGENO 10
IV. CICLO DEL NITRÓGENO 12
4.1 Fijación y asimilación de N 14
4.2 Amonificación 15
4.3 Nitrificación 15
4.4 Desnitrificación 15
V. CICLO DEL FÓSFORO 17
5.1 Función 18
5.2 Depósitos 19
VI. CICLO DEL AZUFRE 20
BIBLIOGRAFÍA 22
1

2. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Los ciclos biogeoquímicos son procesos naturales que reciclan elementos en diferentes
formas químicas desde el medio ambiente hacia los organismos vivos, y luego a la
inversa.
Los seres vivos necesitamos alrededor de 40 elementos químicos para nuestro
desarrollo; entre ellos, los fundamentales son: carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno,
azufre y fósforo. La existencia de éstos en la naturaleza es limitada; por ello, deben
reciclarse de manera constante. Así surgen estos llamados ciclos biogeoquímicos, que
permiten la disponibilidad de estos elementos una y otra vez, transformándose y
recirculando a través de la atmósfera, hidrosfera, litosfera y biosfera, es decir la
ecósfera.
Los ciclos biogeoquímicos pueden ser de dos tipos:
De nutrientes gaseosos: Cuya fuente de aporte es la atmósfera: carbono, oxígeno
y nitrógeno.
De nutrientes sólidos: Proporcionados por la corteza terrestre; por ejemplo:
fósforo y azufre.
El agua desempeña un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicos, ya que los
nutrientes atmosféricos llegan a la superficie terrestre con la lluvia; los nutrientes
sólidos provienen de minerales de rocas desgastadas y disueltas por el agua, además,
las plantas absorben los nutrientes minerales disueltos en este líquido.
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3. 1. CICLO DEL AGUA O CICLO HIDROLÓGICO
Es aquel proceso que describe la ubicación y el movimiento o transferencia
continúa del agua en nuestro planeta, sufriendo cambios entre sus diferentes
estados: líquido, gaseoso y sólido.
Este flujo de agua se produce por dos causas principales: la energía Solar y la
gravedad.
1.1 Fases del Ciclo del Agua
1.1.1 Evaporación
El agua se evapora en la superficie oceánica, sobre la superficie terrestre y
también por los organismos, en el fenómeno de la transpiración en plantas y
sudoración en animales. Los seres vivos, especialmente las plantas,
contribuyen con un 10% al agua que se incorpora a la atmósfera. En el mismo
capítulo podemos situar la sublimación, cuantitativamente muy poco
importante, que ocurre en la superficie helada de los glaciares o la
banquisa.
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4. 1.1.2 Condensación
El agua en forma de vapor sube y se condensa formando las nubes,
constituidas por agua en pequeñas gotas. El agua en forma de vapor sube y
se condensa formando las nubes, constituidas por agua en pequeñas gotas.
1.1.3 Precipitación
Es cuando las gotas de agua que forman las nubes se enfrían acelerándose
la condensación y uniéndose las gotitas de agua para formar gotas mayores
que terminan por precipitarse a la superficie terrestre en razón a su mayor
peso. La precipitación puede ser sólida (nieve o granizo) o líquida (lluvia).
1.1.4 Infiltración
Ocurre cuando el agua que alcanza el suelo, penetra a través de sus poros y
pasa a ser subterránea. La proporción de agua que se infiltra y la que
circula en superficie (escorrentía) depende de la permeabilidad del
sustrato, de la pendiente y de la cobertura vegetal. Parte del agua
infiltrada vuelve a la atmósfera por evaporación o, más aún, por la
transpiración de las plantas, que la extraen con raíces más o menos
extensas y profundas. Otra parte se incorpora a los acuíferos, niveles que
contienen agua estancada o circulante. Parte del agua subterránea alcanza
la superficie allí donde los acuíferos, por las circunstancias topográficas,
intersecan (es decir, cortan) la superficie del terreno.
1.1.5 Escorrentía
Este término se refiere a los diversos medios por los que el agua líquida se
desliza cuesta abajo por la superficie del terreno. En los climas no
excepcionalmente secos, incluidos la mayoría de los llamados desérticos, la
escorrentía es el principal agente geológico de erosión y de transporte de
sedimentos.
1.1.6 Circulación Subterránea
Se produce a favor de la gravedad, como la escorrentía superficial, de la
que se puede considerar una versión. Se presenta en dos modalidades:
Primero, la que se da en la zona vadosa, especialmente en rocas
karstificadas, como son a menudo las calizas, y es una circulación
siempre pendiente abajo.
Segundo, la que ocurre en los acuíferos en forma de agua intersticial
que llena los poros de una roca permeable, de la cual puede incluso
remontar por fenómenos en los que intervienen la presión y la
capilaridad.
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5. 1.1.7 Evaporación
Este proceso se produce cuando el agua de la superficie terrestre se
evapora y se transforma en nubes.
1.1.8 Fusión
Este cambio de estado se produce cuando la nieve pasa a estado líquido
cuando se produce el deshielo.
1.1.9 Solidificación
Al disminuir la temperatura en el interior de una nube por debajo de 0° C,
el vapor de agua o la misma agua se congelan, precipitándose en forma de
nieve o granizo, siendo la principal diferencia entre los dos conceptos que
en el caso de la nieve se trata de una solidificación del agua de la nube que
se presenta por lo general a baja altura: al irse congelando la humedad y las
pequeñas gotas de agua de la nube, se forman copos de nieve, cristales de
hielo polimórficos (es decir, que adoptan numerosas formas visibles al
microscopio), mientras que en el caso del granizo, es el ascenso rápido de
las gotas de agua que forman una nube lo que da origen a la formación de
hielo, el cual va formando el granizo y aumentando de tamaño con ese
ascenso. Y cuando sobre la superficie del mar se produce una tromba
marina (especie de tornado que se produce sobre la superficie del mar
cuando está muy caldeada por el sol) este hielo se origina en el ascenso de
agua por adherencia del vapor y agua al núcleo congelado de las grandes
gotas de agua.
El ciclo hidrológico es un proceso continuo pero irregular en el espacio y en el
tiempo. Una gota de lluvia puede recorrer todo el ciclo o una parte de él. Cualquier
acción del hombre en una parte del ciclo, alterará el ciclo entero para una
determinada región. El hombre actúa introduciendo cambios importantes en el
ciclo hidrológico de algunas regiones de manera progresiva al desecar zonas
pantanosas, modificar el régimen de los ríos, construir embalses, etc.
El ciclo hidrológico no sólo transfiere vapor de agua desde la superficie de la
Tierra a la atmósfera sino que colabora a mantener la superficie de la Tierra más
fría y la atmósfera más caliente. Además juega un papel de vital importancia:
permite dulcificar las temperaturas y precipitaciones de diferentes zonas del
planeta, intercambiando calor y humedad entre puntos en ocasiones muy alejados.
Las tasas de renovación del agua, o tiempo de residencia medio, en cada una de las
fases del ciclo hidrológico no son iguales. Por ejemplo, el agua de los océanos se
renueva lentamente, una vez cada 3.000 años, en cambio el vapor atmosférico lo
hace rápidamente, cada 10 días aproximadamente.
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6. 2. CICLO DEL CARBONO
El ciclo del carbono es un ciclo biogeoquímico por el cual el carbono se intercambia
entre la biosfera, la litosfera, la hidrosfera y la atmósfera de la Tierra.
El carbono (C) es el cuarto elemento más abundante en el universo, después del
hidrógeno, el helio y el oxígeno. Es el pilar de la vida que conocemos.
Existen básicamente dos formas de C:
Orgánica: Presente en los organismos vivos y muertos, y en los descompuestos.
Inorgánica: Presente en las rocas.
En el planeta Tierra, el carbono circula a través de los océanos, de la atmósfera y
de la superficie y el interior terrestre, en un gran ciclo biogeoquímico. Este ciclo
puede ser dividido en dos: el ciclo lento o geológico y el ciclo rápido o biológico.
Suele considerarse que este ciclo está constituido por cuatro reservorios
principales de carbono interconectados por rutas de intercambio: la atmósfera, la
biosfera terrestre, los océanos, y los sedimentos (que incluyen los combustibles
fósiles). Los movimientos anuales de carbono entre reservorios ocurren debido a
varios procesos químicos, físicos, geológicos y biológicos. El océano contiene el
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7. fondo activo más grande de carbono cerca de la superficie de la Tierra, pero la
parte del océano profundo no se intercambia rápidamente con la atmósfera.
Carbono en la Atmósfera
En la atmósfera hay 750 gigatoneladas de carbono, principalmente en forma de
CO2.
Es aquí donde hay un mayor porcentaje de circulación del carbono, a causa de
procesos bioquímicos, y donde éste reacciona de forma más sensible a los cambios.
Aunque es una parte muy pequeña de la atmósfera (aproximadamente el 0.04%),
desempeña un papel importante en el sustento de la vida. Otros gases que
contienen carbono en la atmósfera son el metano y los clorofluorocarbonos
(completamente antropogénicos).
La concentración atmosférica total de estos gases de invernadero ha estado
aumentando en décadas recientes, contribuyendo al calentamiento global.
Carbono en los Océanos
Los océanos contienen alrededor de 36000 gigatoneladas de carbono, sobre todo
en forma de ión bicarbonato.
El carbono inorgánico es importante en sus reacciones dentro del agua. En regiones
de flujo ascendente oceánico, el carbono se libera a la atmósfera. Y a la inversa,
las regiones de flujo descendente transfieren el carbono (CO2) de la atmósfera al
océano.
Cuando el CO2 entra en el océano, se forma ácido carbónico:
CO2 + H2O H2CO3
Esta reacción puede ser en ambos sentidos, es decir, logra un equilibrio químico.
Otra reacción importante es la liberación de iones hidrógeno y bicarbonato. Esta
reacción controla los grandes cambios de pH:
H2CO3 H+ + HCO3í
Carbono en la Biósfera:
Alrededor de 1900 gigatoneladas de carbono están presentes en la biosfera,
desempeñando un papel importante en la estructura, bioquímica y nutrición de
todas las células vivas.
Los autótrofos son organismos que producen, mediante la fotosíntesis, sus propios
compuestos orgánicos usando el CO2 del aire o el agua en la cual viven y usan la
radiación solar como fuente energía.
Los autótrofos más importantes para el ciclo del carbono son los árboles de los
bosques y el fitoplacton de los océanos. La fotosíntesis sigue la reacción:
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
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8. El carbono se transfiere dentro de la biósfera cuando los heterótrofos se
alimentan de otros organismos. Esto incluye el consumo de material orgánico
muerto (detritos) por hongos y bacterias para su fermentación o putrefacción.
La mayor parte del carbono deja la biósfera mediante la respiración. Cuando el O2
está presente, se produce la respiración aeróbica, que libera el CO2 en el aire
circundante o el agua, siguiendo la reacción:
C6H12O6 + 6O2 ĺ 6CO2 + 6H2O
Por otra parte, en ausencia de oxígeno, la respiración anaerobia libera metano en el
ambiente circundante, que finalmente sigue su camino hacia la atmósfera o la
hidrósfera (por ejemplo, el gas de los pantanos o el de las flatulencias).
¿Como se realiza el proceso del Carbono?
Aparte de la materia orgánica, el C se combina con el O2 para formar monóxido de
carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), también forma sales como el carbonato de
sodio (Na2CO3), carbonato cálcico (en rocas carbonatadas, como calizas y
estructuras de corales).
Los organismos productores terrestres obtienen el CO2 de la atmósfera
durante el proceso de la fotosíntesis para transformarlo en compuestos
orgánicos como la glucosa, y los productores acuáticos lo utilizan disuelto en el
agua en forma de bicarbonato (HCO3-).
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9. Los consumidores se alimentan de las plantas, así el carbono pasa a formar
parte de ellos, en forma de proteínas, grasas, hidratos de carbono, etc.
En el proceso de la respiración aeróbica, se utiliza la glucosa como combustible
y es degradada, liberándose el carbono en forma de CO2 a la atmósfera. Por
tanto en cada nivel trófico de la cadena alimentaría, el carbono regresa a la
atmósfera o al agua como resultado de la respiración.
Los desechos del metabolismo de las plantas y animales, así como los restos de
organismos muertos, se descomponen por la acción de ciertos hongos y
bacterias, durante dicho proceso de descomposición también se desprende
CO2.
Las erupciones volcánicas son una fuente de carbono, durante dichos procesos
el carbono de la corteza terrestre que forma parte de las rocas y minerales es
liberado a la atmósfera.
En capas profundas de la corteza continental así como en la corteza oceánica el
carbono contribuye a la formación de combustibles fósiles, como es el caso del
petróleo. Este compuesto se ha formado por la acumulación de restos de
organismos que vivieron hace miles de años.
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10. 3. CICLO DEL OXÍGENO
El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la
circulación del oxígeno en la biosfera terrestre; y está estrechamente vinculado al
ciclo del carbono.
El oxígeno es el elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y en los
océanos, y el segundo en la atmósfera.
En la corteza terrestre: La mayor parte del oxígeno se encuentra formando
por parte de silicatos.
En los océanos: Se encuentra formando por parte de la molécula de agua, H2O.
En la atmósfera: Se encuentra como oxígeno molecular (O2), dióxido de
carbono(CO2), y en menor proporción en otras moléculas como monóxido de
carbono (CO),ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de nitrógeno
(NO) o dióxido de azufre (SO2).
El oxígeno participa en muchas reacciones fundamentales para sostener la vida, es
el aceptor final de los electrones en la cadena respiratoria que es la máxima
suministradora de energía en los organismos aerobios (son los que consumen
oxígeno).
En el proceso de la fotosíntesis, los cloroplastos (de las plantas verdes), captan
dióxido de carbono (CO2) del medio ambiente, agua (H2O), y finalmente, utilizando
enzimas y la energía luminosa, producen: oxígeno (O2) y glucosa (C6H12O6).
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11. 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
El oxígeno producido en la fotosíntesis sale en forma de gas y es el que se
encuentra en el aire. Es introducido por todos los organismos aerobios, donde
entra en la cadena respiratoria como aceptor final de electrones para formar agua
que es llamada agua de oxidación y es eliminada por los seres vivos en el sudor, la
orina, las lágrimas etc.
Este oxígeno que se encuentra en el aire, también es utilizado por el hombre en sus
reacciones de combustión, produciendo CO2.
De esta forma existe una circulación constante de oxígeno y una especie de
simbiosis entre los organismos que respiran oxígeno y las plantas, donde los
organismos aerobios utilizan el oxígeno de las plantas para su metabolismo y
producen CO2 que es aprovechado por las plantas para producir oxígeno y
nutrientes.
Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para
los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las
moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se
rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2,
formando O3 (ozono).
3O2 + hLj (radiación solar) 2O3
Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones
ultravioletas vuelve a convertirse en O2.
O3 + hLj' O2 + O
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12. 4. CICLO DEL NITRÓGENO
El ciclo del nitrógeno (N) sirve para entender como el nitrógeno se desplaza a
través de la tierra, océanos y medio ambiente atmosférico.
El nitrógeno en la atmósfera se encuentra en forma de N2, molécula que no puede
ser utilizada directamente por la mayoría de los seres vivos (a excepción de
algunas bacterias y algas cianofíceas).
Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición
química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3²) a grupos amino,
reducidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los
descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion
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13. amonio (NH4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea
oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.
Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son
sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la
escorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el
nitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Los
océanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentes estarían prácticamente
desprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieran otros dos
procesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógeno
atmosférico (N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos
solubles a partir del N2, y la desnitrificación, una forma de respiración anaerobia
que devuelve N2 a la atmósfera. De esta manera se mantiene un importante
depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).
Procesos que pasan en la atmósfera y la biosfera.
13

14. 14

15. 4.1 Fijación y asimilación de Nitrógeno
El primer paso en el ciclo es la fijación (reducción) del nitrógeno
atmosférico (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la
composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4+) o los
iones nitrito (NO2²) o nitrato (NO3²) (aunque el amonio puede ser usado por
la mayoría de los organismos vivos, las bacterias del suelo derivan la energía
de la oxidación de dicho compuesto a nitrito y últimamente a nitrato); y
también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas,
como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar
alguna de las anteriores.
Fijación abiótica: La fijación natural puede ocurrir por procesos
químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción
de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno
atmosférico.
Fijación biológica: Es un fenómeno fundamental que depende de la
habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazótrofos
en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrógeno
orgánico:
N2 + 8H+ + 8e + 16 ATP ĺ 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos
diazotrofos:
Bacterias Gram negativas de vida libre en el suelo, de géneros
como Azotobacter, Klebsiella o el fotosintetizador
Rhodospirillum, una bacteria purpúrea.
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16. Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de
manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente
localizados en las raíces. Hay multitud de especies encuadradas
en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica
con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya.
Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de
vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los
principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis,
como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades
subestomáticas de helechos acuáticos del género Azolla, o el de
algunas especies de Nostoc que crecen dentro de antoceros y
otras plantas.
4.2 Amonificación
La amonificación es la conversión a ion amonio del N que en la materia viva
aparece principalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-). Los
animales, que no oxidan el nitrógeno, se deshacen del que tienen en exceso
en forma de distintos compuestos. Los acuáticos producen directamente
amoníaco (NH3), que en disolución se convierte en ion amonio. Los
terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se concentra
fácilmente en la orina; o compuestos nitrogenados insolubles como la
guanina y el ácido úrico, que son purinas, y ésta es la forma común en aves o
en insectos y, en general, en animales que no disponen de un suministro
garantizado de agua. El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al
sustrato, la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa
forma por la acción de microorganismos descomponedores.
4.3 Nitrificación
La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al nitrato por
microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (O2) como receptor
de electrones, es decir, como oxidante. A estos organismos el proceso les
sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos la consiguen
oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El C lo
consiguen del CO2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El
proceso fue descubierto por Sergéi Vinogradski y en realidad consiste en
dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizados por organismos
diferentes:
Nitritación: Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2²). Lo realizan
bacterias de, entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus.
Nitratación: Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3²). Lo realizan
bacterias del género Nitrobacter.
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17. La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma
asimilable por las plantas el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron
en circulación por la cadena.
4.4 Desnitrificación
La desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3²), presente en el
suelo o el agua, a nitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más
abundante en la composición del aire. Por su lugar en el ciclo del nitrógeno
este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno.
Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens,
para obtener energía. El proceso es parte de un metabolismo degradativo
de la clase llamada respiración anaerobia, en la que distintas sustancias, en
este caso el nitrato, toman el papel de oxidante (aceptor de electrones) que
en la respiración celular normal o aerobia corresponde al oxígeno (O2). El
proceso se produce en condiciones anaerobias por bacterias que
normalmente prefieren utilizar el oxígeno si está disponible.
El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrógeno se encuentra
sucesivamente bajo las siguientes formas:
nitrato ĺ nitrito ĺ óxido nítrico ĺ óxido nitroso ĺ nitrógeno molecular
Expresado como reacción redox:
2NO3- + 10e- + 12H+ ĺ N2 + 6H2O
Como se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el
nitrógeno vuelva a la atmósfera, la única manera de que no termine disuelto
íntegramente en los mares, dejando sin nutrientes a la vida continental. Sin
él la fijación de nitrógeno, abiótica y biótica, habría terminado por provocar
la depleción (eliminación) del N2 atmosférico.
La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración
controlada de aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia
favorece la eutrofización y reduce la potabilidad del agua, porque se reduce
a nitrito por la flora intestinal, y éste es cancerígeno.
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18. 5. CICLO DEL FÓSFORO
Igual que los compuestos nitrogenados inorgánicos, los fosfatos son
absolutamente necesarios para la vida de las plantas acuáticas (fosfonucleósidos,
fosfolípidos, etc) que suelen utilizarlo en forma de pirofosfato para reconvertirlo
en compuesto orgánico. Es un elemento limitante de la degradación de la materia
orgánica por parte de bacterias y hongos los cuales, en condiciones normales,
liberan fosfatos y lo reincorporan al ciclo de la materia.
La capacidad de las bacterias para actuar sobre el fosfato tricálcico es muy
importante ya que en el mar hay gran cantidad de fósforo en forma de (PO4)2Ca
(huesos). La formación de derivados del amoníaco colabora a la solubilidad de
estos fosfatos.
Las bacterias que participan habitualmente en este ciclo pertenecen
habitualmente, entre otros, a los géneros Pseudomonas, Aeromonas, Escherichia,
Bacillus, etc.
El intercambio de fosfatos entre el agua del mar y los sedimentos está
directamente relacionado con la concentración de oxígeno. En ambiente aerobio, el
fósforo precipita muy a menudo como fosfato de hierro o aluminio que pasa a
fosfato ferroso cuando empieza a desaparecer el oxígeno. En anaerobiosis, se
produce sulfhídrico y precipita el sulfuro de hierro. Esta reducción de los sulfatos
relaciona directamente los ciclos de azufre y fósforo.
De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para
realizar sus funciones vitales.
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19. La proporción de fósforo en la materia viva es relativamente pequeña, pero el
papel que desempeña es vital. Es componente de los ácidos nucleicos como el ADN.
Muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están
combinadas con el fósforo, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la
formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, se encuentra
también en los huesos y los dientes de animales, incluyendo al ser humano. Este
elemento en la tabla periódica se denomina como P.
El fósforo es un componente esencial de los organismos. Forma parte de los ácidos
nucleicos (ADN y ARN); del ATP y de otras moléculas que tienen PO43- y que
almacenan la energía química; de los fosfolípidos que forman las membranas
celulares; y de los huesos y dientes de los animales. Está en pequeñas cantidades
en las plantas, en proporciones de un 0,2%, aproximadamente. En los animales
hasta el 1% de su masa puede ser fósforo.
Los seres vivos toman el fósforo (P) en forma de fosfatos a partir de las rocas
fosfatadas, que mediante meteorización se descomponen y liberan los fosfatos.
Éstos pasan a los vegetales por el suelo y, seguidamente, pasan a los animales.
Cuando éstos excretan, los descomponedores actúan volviendo a producir
fosfatos.
Una parte de estos fosfatos son arrastrados por las aguas al mar, en el cual lo
toman las algas, peces y aves marinas, las cuales producen guano, el cual se usa
como abono en la agricultura ya que libera grandes cantidades de fosfatos; los
restos de las algas, peces y los esqueletos de los animales marinos dan lugar en el
fondo del mar a rocas fosfatadas, que afloran por movimientos orogénicos.
De las rocas se libera fósforo y en el suelo, donde es utilizado por las plantas para
realizar sus funciones vitales. Los animales obtienen fósforo al alimentarse de las
plantas o de otros animales que hayan ingerido. En la descomposición bacteriana
de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (H3PO4) que
pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato
orgánico (biomasa vegetal), la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos
acuíferos o a los océanos. El ciclo del fósforo difiere con respecto al del carbono,
nitrógeno y azufre en un aspecto principal. El fósforo no forma compuestos
volátiles que le permitan pasar de los océanos a la atmósfera y desde allí retornar
a tierra firme. Una vez en el mar, solo existen dos mecanismos para el reciclaje
del fósforo desde el océano hacia los ecosistemas terrestres. Uno es mediante las
aves marinas que recogen el fósforo que pasa a través de las cadenas alimentarias
marinas y que pueden devolverlo a la tierra firme en sus excrementos. Además de
19

20. la actividad de estos animales, hay la posibilidad del levantamiento geológico de
los sedimentos del océano hacia tierra firme, un proceso medido en miles de años.
La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de
rocas marinas.
El fósforo (P4) 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, no se
pueden realizar sin ciertos compuestos en base a fósforo. Sin la intervención de¡
fósforo no es posible que un ser vivo pueda sobrevivir.
5.1 Función
El fósforo es un nutriente esencial para plantas y animales, en forma de
iones PO4 y HPO4
2²
Está presente en moléculas de DNA (aglutina los azúcares -desoxirribosa
- que forman su estructura central), ATP y ADP, y en las membranas
celulares de los lípidos (fosfolípidos).
5.2 Depósitos
A diferencia del carbono, el nitrógeno y otros bioelementos esenciales,
el fósforo no se presenta en estado gaseoso en condiciones de
temperatura y presión normales. Su ciclo se realiza a través del agua
(DOP y DIP), suelos y sedimentos (adsorción a superficies minerales) y
tejidos orgánicos/material húmico.
20

21. 6. CICLO DEL AZUFRE
El azufre (S) es un nutriente secundario requerido por plantas y animales para
realizar diversas funciones, además el azufre está presente en prácticamente
todas las proteínas y de esta manera es un elemento absolutamente esencial para
todos los seres vivos.
El azufre circula a través de la biosfera de la siguiente manera, por una parte se
comprende el paso desde el suelo o bien desde el agua, si hablamos de un sistema
acuático, a las plantas, a los animales y regresa nuevamente al suelo o al agua.
Algunos de los compuestos sulfúricos presentes en la tierra son llevados al mar
por los ríos.
Este azufre es devuelto a la tierra por un mecanismo que consiste en convertirlo
en compuestos gaseosos tales como el ácido sulfhídrico (H2S) y el dióxido de
azufre (SO2). Estos penetran en la atmósfera y vuelven a tierra firme.
Generalmente son lavados por las lluvias, aunque parte del dióxido de azufre
puede ser directamente absorbido por las plantas desde la atmósfera.
Bajo condiciones anaeróbicas, el ácido sulfúrico (gas de olor a huevos en
putrefacción) y el sulfuro de dimetilo (CH3SCH3) son los productos principales.
Cuando estos últimos gases llegan a la atmósfera, son oxidados y se convierten en
bióxido de azufre.
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22. Un componente de la lluvia ácida, el más importante, es el ácido sulfúrico (H2SO4)
que se forma debido a un exceso del elemento azufre también presente en el
petróleo. El azufre, durante la combustión, forma SO2 y SO3, que se combinan con
las moléculas de H2O:
SO3+ H2O H2SO4
El ciclo comprende varios tipos de reacciones redox desarrolladas por
microorganismos:
Ciertos tipos de bacterias son capaces de extraer el azufre de compuestos
orgánicos (proceso de desulfuración) que rinde SO4= en condiciones aerobias y
H2S en condiciones anaerobias.
Bacterias anaerobias respiradoras de SO4= que producen la acumulación de H2S
hasta alcanzar concentraciones tóxicas.
Bacterias fotosintéticas anaerobias pueden usar el H2S como donador de
electrones en sus procesos metabólicos dando lugar a depósitos de azufre
elemental (Sº).
Bacterias quimiolitotrofas que utilizan el H2S como fuente de energía para la
producción de ATP.
En muchos casos se producen asociaciones entre bacterias formadoras y
consumidores de H2S en un sistema balanceado. En todos los caos, el Sº es la
forma no asimilable y sólo puede entrar en el ciclo por la acción de algunas
bacterias que son capaces de oxidarlo a SO4=.
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23. Drenaje ácido de las minas
En minas de carbón en muchas ocasiones hay una contaminación con pirita (Fe2S)
que se oxida rápidamente en contacto con el aire y por acción microbiana. La
oxidación de estos sulfuros puede dar lugar a la producción de grandes cantidades
de SO4H2 que acidifica el suelo impidiendo todo crecimiento posterior de plantas o
de bacterias no acidófilas extremas. Este ácido puede alcanzar el agua de los ríos
al escurrir de las pilas de carbón que están sufriendo el proceso.
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