Cicles Biogeoquímics: Carboni, Nitrogen i Fòsfor
Cicle del Carboni
El carboni és un element fonamental de la matèria viva perquè forma part de totes les molècules orgàniques (glúcids, lípids, proteïnes). Aquest element només es pot incorporar a aquestes molècules en forma de CO2:
- Els organismes autòtrofs, mitjançant la fotosíntesi, capten el CO2 atmosfèric o el que hi ha dissolt en l'aigua i el transformen en compostos orgànics. A través de l'alimentació, el carboni passa als consumidors. Les restes orgàniques de productors i consumidors passen al nivell dels descomponedors. Mitjançant la respiració cel·lular, els productors, els consumidors i els descomponedors utilitzen la matèria orgànica i alliberen CO2 a l'atmosfera.
- Una part de les restes orgàniques dels éssers vius poden quedar soterrades i formar dipòsits en terra, com també sediments marins que, amb el temps, es transformaran en combustibles fòssils com el carbó o el petroli. La crema de biomassa vegetal i de combustibles fòssils allibera de nou CO2 a l'atmosfera.
- Alguns organismes marins utilitzen el CO2 dissolt en l'aigua per a formar les seues closques i esquelets de carbonat de calci (CaCO3). Amb el temps, aquestes restes es transformaran en roques calcàries, les quals constitueixen la major reserva de CO2.
- Les erupcions volcàniques també alliberen part del carboni a l'atmosfera en forma de CO2.
Cicle del Nitrogen
El nitrogen és un component fonamental de les proteïnes i els àcids nucleics. Aproximadament el 78% del volum de l'atmosfera és nitrogen; així i tot, són molt pocs els éssers vius capaços d'utilitzar el nitrogen gasós (N2) directament de l'aire.
- Determinats grups de bacteris lliures del sòl i bacteris que viuen en simbiosi en les arrels de lleguminoses capten el nitrogen atmosfèric i el transformen en nitrats assimilables per les plantes.
- Mitjançant la fotosíntesi, les plantes incorporen el nitrogen dissolt i l'usen per a formar compostos orgànics. A través de l'alimentació, el nitrogen present en els compostos orgànics dels productors passa als consumidors, que l'empren per a formar les seues pròpies proteïnes i àcids nucleics, i com a font d'energia.
- Les restes orgàniques que generen els éssers vius quan moren, com també els seus excrements, retornen el nitrogen al medi, on els bacteris nitrificants del sòl el converteixen en nitrats de nou. Així, el nitrogen torna a estar disponible per als productors.
- El cicle del nitrogen es clou amb els bacteris desnitrificants, que utilitzen en el seu metabolisme els nitrats del sòl i generen N2 que retorna a l'atmosfera.
Cicle del Fòsfor
El fòsfor és un element relativament escàs, que forma part de compostos tan importants com els àcids nucleics i de molècules com el trifosfat d'adenosina. A més, es troba present en les membranes cel·lulars i en estructures rígides, com ara ossos i closques d'animals.
- La major part del fòsfor es troba en roques sedimentàries d'origen marí. La seua erosió allibera fosfats, els quals, una vegada dissolts en l'aigua, poden ser utilitzats per les plantes, que els incorporen a la seua matèria orgànica.
- A través de l'alimentació, el fòsfor passa a la resta de la cadena tròfica. Quan moren productors i consumidors, les seues restes es descomponen per l'acció dels descomponedors, de manera que s'alliberen al medi fosfats que tornaran a ser utilitzats per les plantes.
- Una part dels fosfats és arrossegada fins al mar, on una part del fòsfor passarà al fitoplàncton (i d'ací a la resta de la cadena tròfica), i una altra part s'incorporarà a les closques i esquelets d'animals aquàtics. Aquestes restes es dipositen i passen a formar part dels sediments que originaran roques sedimentàries. Aquestes poden tornar a la superfície i el fòsfor entrarà en el cicle de nou.