Unidad Organismo y ambiente

Capitulo ecología y energía 

Introducción 

Capitulo 0 Caracteristicas y niveles de organización de la materia viva 

Capitulo 1 La quimica de la vida 

Capitulo 2 La célula 

Capitulo 3 Ciclo celular y División celular

Capitulo 4 Metabolismo celular 

Capitulo 5 Genetíca Mendeliana

Capitulo 6 Extensión de la genética mendeliana 

Capitulo 7 Mutaciones

Capitulo 8 Reproducción y desarrollo

Capitulo 9 Sistema reproductor femenino

 Capitulo 10 Sistema reproductor masculino

Capitulo 11 Fecundación

Capitulo 12 Desarrollo embrionario 

Capitulo 13 Desarrollo fetal, anexos embrionarios, parto y lactancia

Capitulo 14 Sistema cardiovascular 

Capitulo 15 Sistema respiratorio 

Capitulo 16 Fisiologia de la respiración

Capitulo 17 Control de la respiración 

Capitulo 18 Sistema digestivo 

Capitulo 19 Nutrición 

Capitulo 20 Sistemas de integración 

Capitulo 21 Sistema endocrino

Capitulo 22 Sistema nervioso

Capitulo 23 Sistema renal 

Capitulo 24 Salud 

Capitulo 25 Sistema linfatico 

Capitulo 26 Sistema Inmune 

Capitulo 27 Ecologia y Energia 

Capitulo 28 Ecologia y Humano

Capitulo 29 Ecología Población y Comunidad  

Capitulo 30 Ecología Hormonas Vegetales 

Capitulo 31 Evolución 

Capitulo 32 Evolución de los Primates

Glosario

Foro 

Temas DEMRE

 


ORGANISMO Y AMBIENTE 

En los ambientes naturales los seres vivos presentan distintos niveles de organización. En primer término tenemos a la especie, organismos que mantienen flujo genético entre ellos generando descendencia fértil. Luego esta especie se organiza en una población, que representa a los organismos de la misma especie que viven en un mismo lugar y en un mismo tiempo. Estas poblaciones no están solas, e interactuan con otras poblaciones de otras especies, lo cual da origen al concepto de comunidades, que son las distintas poblaciones que comparten un mismo habitat y un mismo tiempo. Finalmente, la comunidad está inmersa en un ambiente físico y químico del cual depende (biotopo). Estas relaciones que se establecen entre los organismos de una comunidad y su entorno físico-químico es lo que se denomina ecosistema.

Por otro lado, el componente biótico (elementos vivos) del ecosistema comprende a los productores, consumidores y los desintegradores o microconsumidores.

 

Con relación al componente biótico se distinguen 2 tipos de organismos:

a.    Los autótrofos: son aquellos organismos capaces de utilizar diferentes formas de energía  y utilizarlas para sintetizar sustancias orgánicas, a partir de materias inorgánicas. Ejemplo fotosíntesis y quimiosíntesis

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b.    Los heterótrofos: corresponde a aquellos organismos que degradan, asimilan y desintegran las sustancias orgánicas necesarias para satisfacer sus requerimientos vitales.

 


Como todo sistema, el ecosistema requiere de una fuerza impulsora, siendo esta fuerza  representada por la energía. La fuente de energía determina en gran medida las características de un  ecosistema. Es así como los principales tipos de energía que mueven a un ecosistema son la energía solar y la producida por los combustibles químicos.

Ya hemos dicho que los organismos vivos se clasifican en autótrofos y heterótrofos. Estos dos grupos se conocen también como productores (autótrofos) y consumidores (heterótrofos).

 

Ahora estudiaremos los efectos de la energía sobre la vida, a través de su que se realiza según dos leyes físicas, conocidas como primera y segunda ley de termodinámica, cuyos planteamientos son los siguientes:

 

La primera ley establece que la energía no se crea  ni se destruye, sólo se transforma de una forma a otra, es decir, hace mención a la conservación de la materia y la energía.

 

 

De esta manera, la energía proveniente de la luz solar, que es energía luminosa, es transformada en energía química (azúcar, como la glucosa), a través del proceso de fotosíntesis en los vegetales. La planta utilizará esta energía química como alimento y la degradará en el proce­so de respiración.

 

La segunda ley establece que una parte de la energía que se encuentra disponible para realizar trabajo, se transforma en calor al pasar de una forma de energía a otra.  Esta energía en forma de calor escapa hacia el ambiente.

 

La transferencia de energía se realiza de forma ordenada en un flujo unidireccional.

 

 

Entonces, el ecosistema es un nivel de organización formado, por  individuos animales y vegetales de muchas especies que, en general, se mantienen a sí mismos y persisten a través del tiempo, debido a la interacción que conservan. Se caracterizan por utilizar una fuente de energía externa que, en prácticamente todos los casos, es la radiación solar. A este respecto, solamente se conoce una excepción: los ecosistemas de las profundidades oceánicas, que utilizan, como energía externa, la energía de la misma Tierra.

 

QUIMIOSÍNTESIS: Hace algunos años, cerca de las islas Galápagos (Ecuador) y de California (Estados Unidos), se descubrieron unos ecosistemas que, sorprendentemente, funcionan en la más completa oscuridad. Se encuentran a unos 2600 metros de profundidad en el fondo del océano, retando a todo lo que hasta ese entonces se sabía sobre producción de moléculas orgánicas, a partir de fuentes de energía externa.

 

Sin embargo, en estos hábitats, encontraron un verdadero oasis de vida en las zonas de fracturas de las profundidades oceánicas, donde la luz del sol jamás llega. En este  lugar, brota la roca fundida desde el fondo de la tierra y  las placas de la corteza oceánica son forzadas a separarse unos centímetros al año. Cuando chocan, provocan nuestros ya conocidos  temblores.

 

En estas regiones, el agua del océano ingresa en las aberturas de las placas terrestres, se calienta y sale expelida, a modo de fumarolas cargados de minerales de la corteza terrestre y de ácido sulfhídrico. Aquí encontramos bacterias capaces de hacer  quimiosíntesis, proceso en el que oxidan el ácido sulfhídrico despedido desde las fumarolas, obteniendo, con ello, la energía necesaria para la asimilación del carbono.

 

Estas bacterias toman el lugar de los vegetales fotosintéticos de un ecosistema terrestre. Por lo tanto, representan los productores primarios llamados bacterias quimiosintéticas, que son la base de la  mantención y estabilidad de una extraordinaria  comunidad biológica, que hasta hace algunos años no se creía que pudiera existir.

 

El descubrimiento de un ecosistema como el descrito -en que la entrada de energía es la quimiosíntesis y el aprovechamiento de energía procede del interior de la Tierra- hace desechar la idea convencional de que luz solar y fotosíntesis constituyen la base del funcionamiento de todos los ecosistemas y que, por lo tanto, la presencia de luz, agua y fotosíntesis, es lo único que se debe buscar cuando nos preguntamos si hay vida en otros planetas.

 

FOTOSÍNTESIS: En los ecosistemas terrestres, las plantas, como los  árboles y arbustos, ingresan energía a los sistemas orgánicos desde la fuente de energía, que es la luz del sol. En efecto, estas plantas toman agua con minerales gracias a sus raíces. Estas sustancias ascienden por el tallo hacia las hojas. El agua que asciende, es afectada por  la energía del sol que también libera calor, esta energía calórica produce la evaporación del agua que ha llega a las hojas, que recibe el nombre de transpiración.

 

 

En el proceso fotosintético, de todo el espectro electromagnético, se utiliza solamente la luz visible o blanca. La luz blanca se separa en sus colores componentes, cuando pasa a través de un prisma. Para que la energía lumínica pueda ser usada por los sistemas vivos, primero debe ser absorbida por los organismos fotosintéticos, que cuentan con unas moléculas llamadas pigmentos o fotopigmentos.

 

Pigmentos fotosintéticos: Los pigmentos de los eucariontes, que son los responsables de capturar la energía de la luz en la fotosíntesis, son moléculas de origen lipídico. Incluyen clorofila, xantofilas y carotenoides. En las plantas, la clorofila es el pigmento involucrado directamente en la transformación de la energía lumínica a energía química. Las xantofilas son pigmentos amarillos. Los carotenoides son pigmentos rojos o anaranjados.

 

La forma en que los pigmentos están compactados en las membranas, recibe el nombre de fotosistema o sistema antena. En realidad, son dos fotosistemas, que reciben ingeniosos nombres: Fotosistema II y Fotosistema I.

 

Cada uno de los pigmentos que se encuentran en los fotosistemas captura, en una onda de energía diferente, el color que muestra; es decir, la clorofila, que es verde, captura la energía del espectro electromagnético de cualquier color de la luz visible, menos el verde. 

 

Estos pigmentos que forman el sistema antena están en la membrana del tilacoide, están dentro del estroma del cloroplasto. Tienen la propiedad de moverse en dirección al sol, como los girasoles.

 

Etapas de la fotosíntesis: Se divide en dos etapas o fases: la etapa dependiente de la luz, también llamada  fase clara, fase luminosa o reacciones de captura de energía,  y la etapa independiente de la luz, también llamada fase oscura o reacciones que fijan carbono.

Te has fijado que cuando nos regalan una planta o la cultivamos, nos dicen que para un crecimiento saludable necesita, además de cariño,  luz y agua. Ahora estudiaremos en qué gastan las plantas la luz y el agua.

 

·         Etapa dependiente de la luz: Esta etapa se inicia cuando la clorofila, carotenos y xantofilas absorben luz. Según el modelo aceptado actualmente, la clorofila y los pigmentos accesorios se encuentran organizados en unidades llamadas fotosistemas. Los pigmentos carotenos y xantofilas captan la energía luminosa natural o artificial a modo de antena y la transmiten al centro de reacción, que es la clorofila.

 

La clorofila responde impulsando electrones, producto de su excitación.  Cuando las clorofilas, absorben la energía, un electrón salta a un nivel de energía superior, desde el cual  se transfiere a otra molécula, llamada  aceptor primario de electrones.

 

En la fotosíntesis, también participan las moléculas transportadoras de electrones, que conducen los electrones excitados desde el fotosistema II al fotosistema I, los electrones de los centros de reacción pasan a un orbital superior. Estos electrones excitados del fotosistema II se trasladan por los transportadores de electrones, que unen ambos sistemas, hasta el  fotosistema I.

 

Como el fotosistema II ha perdido un par de electrones, para enviarlos cargados de energía al fotosistema I, debe reponerlos para que el proceso continúe. Esta recuperación la hace rompiendo una molécula de agua, con lo que libera protones (H+) al interior del tilacoide y oxígeno (O2) al medio ambiente, en tanto que se queda con los electrones.  Este proceso de ruptura de agua se hace con luz y recibe el nombre de fotólisis.

 

Los electrones excitados del fotosistema I se trasladan por los transportadores de electrones, llegando, finalmente, al NADP, último aceptor de electrones, el cual  se reduce (es decir, gana electrones) a NADPH.

 

Como consecuencia del transporte de electrones, se provoca un aumento  de protones (H+),  producto de la ruptura de las moléculas de agua y del arrastre de protones (H+),  desde el estroma al espacio tilacoidal, debido a la carrera de los electrones entre el fotosistema II y fotosistema I.

 

Este transporte de protones (H+) provoca una diferencia de cargas eléctricas, con lo que se genera un potencial electroquímico. A pesar de que este nombre suene difícil, no pasa de ser una gradiente de concentración. En el interior del tilacoide,  hay mayor concentración de protones que

 

Producto de este gradiente, las cosas se mueven desde donde hay mayor concentración, en este caso en el tilacoide, hacia donde hay menor concentración, en este caso en el estroma.

 

 

Los protones (H+) pasan desde el interior del tilacoide al estroma, a través de una proteína de membrana llamada ATP sintetasa,  de acción enzimática. Cada vez que un protón la atraviesa, ocupa la energía proporcionada por el protón para tomar un ADP (adenosin di fosfato) y unirla a un fósforo. Como supondrás, si a un adenosin que tiene dos fósforos le sumamos un fósforo más, tendremos un adenosin trifosfato, nuestro viejo amigo, el ATP. Este proceso completo se denomina fotofosforilación oxidativa.

 

Al salir los protones (H+) hacia el estroma, se unen al NADP, el que recibió el electrón que terminó su carrera entre el fotosistema II y el fotosistema I. Por esto, adquirió una carga ligeramente negativa, lo que explica que el protón se una al NADP, formando NADPH, ya que las cargas opuestas se atraen.

 

Al final de la etapa clara de la fotosíntesis, se obtienen como productos NADPH, ATP y oxígeno.

 

El oxígeno es liberado junto a vapor de agua al medio ambiente, a través de los estomas, que son  poros que se encuentran en las hojas de los vegetales. Desde allí es ocupado por los organismos tanto vegetales como animales, que en sus mitocondrias lo utilizan para la síntesis de ATP. El NADPH y el ATP son empleados en la siguiente etapa de la fotosíntesis, la fase oscura

 

 

·         Etapa independiente de la luz: Aunque las reacciones oscuras no requieren de luz, necesitan de los productos de la fase clara, es decir, que si no hay fase clara, no se puede realizar la fase oscura.

 

Las reacciones de la etapa independiente de la luz se llevan a cabo en el cloroplasto, específicamente en el estroma, en un proceso llamado ciclo de Calvin o ciclo de los tres carbonos (C3).

 

Cada vez que se completa un ciclo de Calvin, se produce una molécula compuesta por una cadena hidrocabonada de tres carbonos, que es la base para sintetizar compuestos orgánicos, como azúcares, proteínas o aceites.

 

Durante el ciclo de Calvin, se formaban moléculas orgánicas. Para ello, se necesita carbono, lo que ocurre a través de la fijación de dióxido de carbono (CO2),  que es la fuente de carbono para la planta. Esto significa que las hojas de las plantas capturan el dióxido de carbono (CO2) del aire que respiramos y liberan el oxígeno (O2), además de vapor de agua, a través de unos poros llamados estomas, gracias a la energía proporcionada por el ATP y NADPH formados en la fase clara.

 

Además de la glucosa, en el estroma del cloroplasto se fabrican aminoácidos, ácidos grasos y almidón y en el citosol, sacarosa, que es la forma en que las plantas transportan el azúcar  en su savia (sustancia que corre por el cuerpo de la planta con la función de transporte de sustancias).

Al final de la etapa oscura de la fotosíntesis, se obtiene, como producto, todo tipo de moléculas orgánicas, aunque el ejemplo más clásico es la producción de glucosa

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FACTORES QUE AFECTAN A LA FOTOSÍNTESIS 

La fotosíntesis puede verse afectada por factores internos y externos

 

  • Factores internos: corresponden a la estructura de la hoja, como por ejemplo el grosor de la cutícula, la epidermis, el número de estomas y los espacios entre las células del mesófilo. Estos factores influyen directamente en la difusión del CO2 y O2 y también en la pérdida de agua.

 

  • Factores externos: Los principales factores externos que afectan a la fotosíntesis son:

Luz: tiene efecto en la fotosíntesis por tres de sus propiedades, que son

-       cantidad de luz o intensidad luminosa. Cuando ésta aumenta la fotosíntesis también lo hace, pero si la intensidad de la luz es excesiva esta frena el proceso fotosintético.

-       disponibilidad de agua: este factor afecta cuando las células fotosintéticas sufren deficiencias, ya que el agua es el donador de electrones para que se lleve a cabo la fase luminosa.

-       temperatura: como los anteriores puede variar durante el día o a lo largo de un año. Los diferentes climas hacen variar la temperatura, dado que las enzimas de la fotosíntesis como toda proteína son sensibles a los cambios de temperatura.

 

NIVELES TROFICOS

 
PRODUCTORES

La cantidad de vida que puede soportar un ecosistema queda establecida por la energía captada por los productores. La energía que almacenan los productores y que ponen a disposición de los otros miembros del ecosistema en un período dado de tiempo, se denomina productividad primaria neta y  corresponde a la  diferencia entre la productividad bruta menos el costo de todas las actividades metabólicas de los organismos en cuestión.


CONSUMIDORES

La energía ingresa en el mundo animal a través de las actividades de los herbívoros, animales que comen plantas  o algas. Un herbívoro puede ser un ratón de campo, un conejo, etc. (cada tipo de ecosistema tiene su propia dotación de herbívoros). Este nivel es conocido como consumidores primarios y forman el segundo nivel trófico.  

 

Los carnívoros como el águila, las arañas y el puma, entre otros, se denominan consumidores secundarios y forman el tercer nivel trófico. 

 

A veces, algunos carnívoros se comen a otros carnívoros y cuando lo hacen, forman el cuarto nivel trófico: consumidores terciarios 


Otro tipo particular de consumidores es el de detritívoros o carroñeros. Éstos son organismos que se alimentan de los desechos o detritos, de una comunidad (hojas, ramas y troncos de árboles muertos, heces fecales, exoesqueletos, etc.) incluyen a animales como buitres, el cóndor, los cangrejos,  las lombrices de tierra, etc. Los detritívoros se pueden considerar consumidores que utilizan presas muertas en lugar de vivas.

MICROCONSUMIDORES O DESCOMPONEDORES.

Representado por hongos y bacterias, se sustentan de despojos o desechos, y se han especializado en aprovechar fuentes de energía química como la celulosa y productos de desecho nitrogenado, que no son utilizables por los animales. Son muy importantes puesto que permiten que algunos elementos químicos de la materia orgánica vuelvan al ecosistema (saprobiontes)


La secuencia productor –consumidor descomponedor se denomina cadena alimentaria.

Es a través de estos niveles tróficos que circula la materia y fluye energía almacenada, en principio, por las plantas.

 



Las relaciones energéticas entre los niveles tróficos determinan la estructura de un ecosistema en función de la cantidad de organismos y de la cantidad de biomasa presente. Por lo que el flujo de energía con grandes pérdidas en cada pasaje al nivel sucesivo, se puede representar en forma de  pirámide.

a.    Pirámide de energía: Muestra  el flujo de energía entre los niveles tróficos de un ecosistema. Los productores (plantas y otros autótrofos) ubicados en la base de la pirámide, representan la mayor cantidad de energía; luego los herbívoros, la siguiente, luego siguen los carnívoros, etc. Los organismos autótrofos pierden una cierta cantidad de la energía solar que reciben durante su vida. Al ser ingerido por un herbívoro, el consumidor primario no puede producir ninguna energía extra, sino que dependerá de la concentrada en la planta. El herbívoro gastará energía en una serie de actividades, de manera que sólo una ligera cantidad de energía es concentrada en el herbívoro. Si el herbívoro es comido por un carnívoro, sólo un mínimo porcentaje del potencial de energía del herbívoro pasará al consumidor secundario.

Las pirámides de energía ilustran la transferencia de energía entre los niveles tróficos.

b.    Pirámide de biomasa: representa la cantidad de peso seco, que contiene cada nivel trófico. Ciertos estudios demuestran que para alimentar 4.5 terneras se requieren alrededor de 20 millones de plantas de alfalfa. Estas 4,5 terneras aportarán unos 1.000 Kg de carne que permitirán suministrar energía por 12 meses a un niño de 12 años que sólo pesa 50 Kg.

 

c.    Pirámide de número: representa la cantidad de organismos que contiene cada nivel trófico en una cadena alimenticia. Si consideramos el número de organismos que habita en una determinada zona, encontraremos que los productores son significativamente más numerosos que los herbívoros, así como los herbívoros serán más numerosos que los carnívoros. Por último, éstos serán más numerosos que los consumidores de tercer orden

Al igual que las pirámides de números, las de biomasa indican sólo la cantidad de material orgánico presente en un momento; no dan la cantidad total de material producido o, como hacen las pirámides de energía, la tasa a la cual se produce.

Un efecto secundario negativo de la ineficiencia de la transferencia de energía, junto con la producción y liberación de sustancias químicas tóxicas al medio ambiente, es el fenómeno de ampliación biológic

La ampliación biológica es el proceso mediante el cual las sustancias tóxicas se acumulan en concentraciones cada vez más altas en los niveles tróficos superiores en una cadena alimenticia. El DDT es probablemente la sustancia tóxica más conocida. En el año 1940, las propiedades del nuevo insecticida conocido como DDT (Dicloro Dietil Tricloroetanol) parecían casi milagrosas. En los trópicos, salvó millones de vidas, eliminando los mosquitos que transmitían la malaria. El DDT es de larga duración, por lo que una sola aplicación puede seguir matando por mucho tiempo. A mediados de la década de 1950, la organización mundial de la salud roció DDT en la isla de Borneo para controlar la malaria. Una oruga que se alimentaba de los techos de paja de las casas casi no resultó afectada, mientras que la avispa que se alimentaba de ella fue destruida; esta situación provocó que las orugas aumentaran su población sin control, consumiendo los techos de paja. Las lagartijas que se alimentaban de insectos envenenados, acumularon concentraciones altas de DDT en su cuerpo. Tanto ellas como los gatos que se alimentaban de estas lagartijas, morían de envenenamiento. Cuando se eliminaron los gatos, explotó la población de  ratas y las aldeas se vieron amenazadas por un brote de peste, transmitida por las ratas sin control. El brote de esta enfermedad se evitó llevando gatos nuevos de aldeas cercanas. 

Al igual que las pirámides de número, las de biomasa indican sólo la cantidad de material orgánico presente en un momento. Pueden ser representadas con una base de menor tamaño, como las pirámides de número, cuando el primer nivel trófico es muy productivo y además, se recambian rápidamente porque son de ciclos de vida muy cortos.

·         Cadena alimenticia: En relación con lo anterior, es necesario señalar que la cadena alimentaria también es una forma de representar las relaciones de transferencia de energía; pero, desde el punto de vista alimentario, entre los componentes bióticos de un ecosistema, en forma de secuencia de organismos relacionados entre sí como presa y depredador.

Esta secuencia se ordena de la siguiente manera: el primer eslabón de la cadena siempre serán los productores; desde el  segundo eslabón en adelante, se encontrarán los consumidores, que se indicarán como consumidor primario  (invariablemente, un herbívoro); el siguiente eslabón se indicará como consumidor secundario (un carnívoro o un omnívoro). Así se seguirá con consumidores terciario y cuaternario, según aparezcan elementos en la cadena.

Lo común es que una cadena no tenga más de cinco eslabones, debido a lo estudiado sobre la segunda ley de termodinámica al principio de este capítulo.   

El intercambio de energía, en forma de cadena o lineal, es poco empleado por los organismos vivos, porque es poco estable: si uno de los eslabones desaparece, la cadena completa desaparece. El ejemplo más claro es la situación del oso panda que está en peligro de extinción, debido a que su sistema de transferencia de energía es de este tipo. Su  fuente de energía es la caña de bambú, que es un productor. Pero los cañaverales de bambú han sido eliminados paulatinamente, ya que la gran población de China necesita mucho espacio para construir sus casas, razón por la cual el oso panda, al igual que su único alimento, el bambú, está desapareciendo sin remedio.

·         Trama alimentaria: A diferencia de las cadenas, no son lineales. Son la asociación de múltiples cadenas, constituyendo una compleja red que estabiliza la transferencia de energía, ya que aumenta sus posibles fuentes en los diferentes niveles tróficos. Este tema se tratará en forma más extensa en el siguiente capítulo

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Existe en la corteza terrestre una gran variedad y cantidad de elementos y compuestos orgánicos, muchos de los cuales son vitales para el funcionamiento de los sistemas vivientes. A estos elementos se  llaman biogénicos y se les puede clasificar en dos grandes grupos.

i)    Macronutrientes: Son compuestos esenciales del protoplasma y se requieren en cantidades significativas; Como por ejemplo, el carbono, hi­dró­geno, oxígeno, nitrógeno, potasio, calcio, mag­­ne­sio, azufre y fósforo, incluyendo, ade­más, algunos compuestos como el agua.

 

ii)    Micronutrientes: son aquellos elementos y sus compuestos que siendo también importantes, se requieren en cantidades pequeñas, ejemplo: fierro, manganeso, cobre, zinc, sodio y cloro. Todos estos elementos se mueven  cíclicamente entre el biótopo y la biocenosis. A continuación se destacan los ciclos biogénicos más importantes.

CICLO DEL NITRÓGENO

La fuente más abundante de nitrógeno en nuestro planeta es la atmósfera, en donde se encuentra en forma de gas N2 en un 78%. Sin embargo,  dado que la mayor parte de las plantas y animales son incapaces de captar directamente este gas N2 y de incorporarlo a sus estructuras y metabolismo, dependen del nitrógeno presente en los minerales del suelo. Por lo tanto, a pesar de la abundancia de nitrógeno en la atmósfera, la escasez de nitrógeno en el suelo suele ser un factor


limitante del crecimiento de un vegetal.

Las principales etapas del ciclo son

AMONIFICACIÓN: Los descomponedores degradan la materia orgánica que contiene nitrógeno, liberando el exceso como ión amonio (NH4+) o como amoníaco (NH3) el que se incorpora a algunas plantas para formar parte de compuestos nitrogenados

NITRIFICACIÓN: Algunas bacterias comunes en el suelo son capaces de oxidar el amonio o el amoníaco, extrayendo así la energía necesaria para su sobrevivencia.

Las nitritobacterias son las encargadas de realizar la siguiente reacción:

2NH3  +  302   ---> 2NO2  +  2H+  +  2H2O

Amoniaco            Nitrito

El nitrito es tóxico para muchas plantas, siendo inusual su acumulación. Otro grupo de bacterias conocidas como Nitratobacterias realizan la transformación  de nitrito (NO2-) en nitrato (NO3-):

 

      2NO2-  +  O2 --->  2NO3- 

      Nitrito             Nitrato

Aunque las plantas pueden utilizar el amoniaco directamente, el nitrato es la forma más común en que las plantas disponen del nitrógeno. 

ASIMILACIÓN: Los nitratos ingresan a las raíces y, dentro de las células, se reducen nuevamente a amonio, que se incorpora a los compuestos orgánicos. Este proceso a diferencia del anterior requiere de energía.

Procesos como la erosión, el sobrecultivo, o el arrastre de nitratos por lluvias retiran constantemente nitrógeno del medio, disminuyendo la cantidad de nitrógeno disponible para las plantas.

Una parte del nitrógeno puede incorporarse por actividad volcánica, con la energía de los relámpagos desde la atmósfera.

 

CICLO DEL CARBONO

El ciclo del carbono involucra a dos procesos fundamentales como son la respiración y la fotosíntesis.

Los organismos autótrofos a través de la fotosíntesis fijan el CO2 y lo transforman en carbohidratos; luego la planta puede ser ingerida por un herbívoro, siendo los compuestos orgánicos degradados y resintetizados en nuevas moléculas por el herbívoro. Posteriormente este animal puede servir de alimento a un carnívoro, ocurriendo nuevamente la digestión y síntesis de nuevos compuestos orgánicos.            

Durante su vida plantas y animales, a través de la respiración, liberan CO2 a la atmósfera como producto de desecho, y una vez que mueren, la materia orgánica que los constituye, por acción de bacterias descomponedoras, es degradada hasta CO2, liberándose este gas a la atmósfera.