TEMA 4: CIRCULACIÓN DE MATERIA Y ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
1.
INTRODUCCIÓN
La biosfera es el conjunto
formado por todos los seres vivos que habitan en la Tierra.
Un ecosistema es un sistema
natural integrado por componentes vivos y no vivos que interactúan entre sí.
Un ecosistema es cualquier
área de la naturaleza en la que existan unos componentes bióticos que se
relacionan entre sí; y otros componentes abióticos que interaccionan con los
componentes bióticos, condicionando o limitando la existencia de los mismos. La
parte biótica de un ecosistema se llama comunidad o biocenosis, que es el
conjunto de seres vivos que habitan en un ecosistema concreto y que se
relacionan entre todos ellos.
La exosfera es el conjunto
formado por todos los ecosistemas que constituyen la Tierra o, lo que es lo
mismo, la exosfera es el gran ecosistema planetario.
Los biomas son los
diferentes ecosistemas que hay en la Tierra.
2.
RELACIONES
TRÓFICAS
Representan el mecanismo de
transferencia energética de unos organismos a otros en forma de alimento. Se
suelen representar mediante las cadenas tróficas, que unen mediante flechas los
diferentes eslabones o niveles tróficos que las constituyen.
2.1.
PRODUCTORES
Constituyen el primer nivel
trófico y son los organismos autótrofos. Entre ellos destacamos los
fotosintéticos, seres vivos capaces de captar y transformar la energía lumínica
en energía química, mediante el proceso de fotosíntesis.
Los organismos autótrofos
se dividen en:
- Fotosintéticos: Dentro de este
grupo se incluyen algunos representantes del reino moneras y las plantas
superiores.
- Quimiosintéticos: Este grupo lo
constituyen un conjunto de bacterias autótrofas que actúan de forma
independiente de la luz solar. La energía necesaria para la síntesis de
materia orgánica la obtienen a partir de la oxidación de ciertas moléculas
inorgánicas. Por ejemplo las bacterias oxidadotas del azufre.
Los principales organismos
fotosintéticos son las plantas superiores, en los ecosistemas terrestres, y el
fitoplactón, constituido por un conjunto de algas microscópicas y
cianobacterias, que viven flotando a la deriva en las zonas iluminadas marinas.
Parte de la materia
orgánica sintetizada por los propios organismos fotosintéticos para el proceso
de la respiración.
El resto de la materia
orgánica producida se almacena como tal, constituyendo los tejidos vegetales,
pudiendo ser transferida en forma de alimento al resto de los niveles tróficos,
constituidos por los consumidores.
2.2.
CONSUMIDORES
Son una serie de organismos
heterótrofos que utilizan la materia orgánica para llevar a cabo sus funciones
vitales mediante mecanismos respiratorios.
Dentro de los consumidores
se pueden distinguir:
- Herbívoros: Se alimentan de los
productores y constituyen el segundo nivel.
- Carnívoros: Se alimentan de los
herbívoros y constituyen el tercer nivel.
- Carnívoros finales: Se alimentan
de los carnívoros y constituyen el cuarto nivel.
Hasta aquí hemos hablado de
cadenas tróficas, pero lo mejor es hablar de redes tróficas, pues de cada nivel
suelen partir ramificaciones; como los omnívoros, que se alimentan de más de un
nivel trófico, lo que constituye un carácter adaptativo que garantiza su
supervivencia. Otro ejemplo son los carroñeros o necrófagos, que se alimentan
de cadáveres. Y por último los saprófitos o detritívoros, que consumen todo
tipo de detritos, de composición progresivamente más simple.
2.3.
DESCOMPONEDORES
Es un tipo especial de
organismos detritívoros que se encargan de transformar la materia orgánica en
sales minerales que la constituían, con lo que cierran el ciclo de la materia.
3.
CICLO
DE LA MATERIA Y FLUJO DE LA ENERGÍA
3.1.
RECICLADO DE LA MATERIA
La materia orgánica es
biodegradable, lo que significa que puede ser degradada y transformada en
materia inorgánica por la acción de unos organismos concretos que cumplen esta
importantísima misión, por lo que reciben el nombre de descomponedores. Gracias
a ellos, la materia orgánica que cae al suelo procedente de cada uno de los
niveles tróficos se transforma en sales minerales, que pueden volver a ser
utilizadas por los productores en la fotosíntesis.
Los descomponedores realizan la transformación de la materia
orgánica en inorgánica por vía aerobia y por vía anaerobia.
El ciclo de la materia
tiende a ser cerrado, ya que con cierta frecuencia los nutrientes escapan de la
biosfera por gasificación o por lixiviado. Además, algunos restos orgánicos
escapan al reciclado llevado a cabo por los descomponedores y quedan enterrados
en condiciones anaerobias durante millones de años, transformándose en
combustibles fósiles, que se almacenan en la litosfera.
3.2.
FLUJO DE LA ENERGÍA
El flujo de la energía es
abierto.
La energía que pasa de unos
a otros niveles no constituye un ciclo cerrado, sino que se trata de un flujo
abierto de unos niveles a otros y su sentido de transferencia es
unidireccional.
La regla del 10% dice que,
como regla general, “la energía que pasa de un eslabón a otro es
aproximadamente el 10% de la acumulada en él”
Sin embargo, toda cadena
trófica ha de cumplir la primera ley de la termodinámica, por lo que la energía
no se pierde en ningún punto; lo que sucede es que su flujo va disminuyendo al
degradarse parte de ella en la respiración y al desprenderse como calor, tras
ser utilizada por cada uno de los niveles para el mantenimiento de las
funciones vitales.
3.3.
PARÁMETROS TRÓFICOS
Se denominan parámetros
tróficos a las medidas utilizadas para evaluar tanto la rentabilidad de cada
nivel trófico como la del ecosistema completo.
3.3.1.
BIOMASA
(B)
Es la cantidad de peso de
materia orgánica viva o muerta de cualquier nivel trófico o de cualquier
ecosistema.
La biomasa se mide en kg,
g, mg, etc., aunque es frecuente expresarlos en unidades de energía: un g de
materia orgánica equivale a 4 ó 5 Kcal.
Normalmente, al calcularla
hacemos referencia a su cantidad por unidad de área o volumen, por lo que es
frecuente expresarla de este modo: g C/cm2, kg C/m2, Tm
C/ha, etc.
En la biomasa se almacenan
grandes cantidades de energía química de alta calidad en los enlaces químicos
que unen los compuestos orgánicos de los que está constituida. En forma de
biomasa es como se transfiere la energía de unos niveles a otros a través de
una cadena trófica.
3.3.2.
PRODUCCIÓN
(P)
Representa la cantidad de
energía que fluye por cada nivel trófico. Se suele expresar en g C/m2·día,
Kcal/ha·año, julios o vatios, etc., y se puede cuantificar de las siguientes
formas:
- Producción primaria: Energía
fijada por los organismos autótrofos.
- Producción secundaria: La correspondiente
al resto de los niveles tróficos.
En ambos hay que diferenciar:
- Producción bruta (Pb): cantidad de
energía fijada en cada nivel trófico por unidad de tiempo.
- Producción neta (Pn): es la
energía almacenada en cada nivel trófico por unidad de tiempo. Esta
energía se obtiene de restar la producción bruta y la energía consumida en
la respiración (R).
Con los parámetros tróficos
estudiados, podemos describir con más claridad cómo tiene lugar el flujo de
energía a lo largo de la cadena trófica:
- Primer nivel: Sólo un pequeño
porcentaje de la energía solar incidente es aprovechada en el proceso de
fotosíntesis y transformada en materia orgánica. El total de materia
orgánica elaborada por unidad de tiempo corresponde a la producción
primaria bruta, de la que hay que restar el gasto respiratorio que se
libera hacia el ambiente en forma de calor.
- Resto de los niveles: No toda la
energía de alta calidad acumulada por los productores en forma de biomasa
se transfiere a los herbívoros, tan solo lo hace un 10% aproximadamente.
Se debe a que no todos los organismos de los primeros niveles o no en su
totalidad son ingeridos por los siguientes, sino que siempre hay pérdidas
energéticas en forma de calor. No todo lo comido es digerido, sino que una
parte no ingresa en el organismo y es desechado y expulsado por las heces,
cuyo destino es transformarse en materia inorgánica y calor. El total
digerido y fijado al ser vivo corresponde a la producción secundaria bruta
de la que hay que restar el gasto respiratorio, dando la producción
secundaria neta, que es la que se incorpora a la biomasa de los
herbívoros, provocando su incremento.
3.3.3.
PRODUCTIVIDAD
Es la relación existente
entre la producción neta y la biomasa, es decir, entre los intereses y el
capital: Pn/B. Sirve para valorar la riqueza de un ecosistema o nivel trófico,
ya que representa la velocidad con que se renueva la biomasa, la tasa de
renovación.
3.3.4.
TIEMPO
DE RENOVACIÓN
Es el periodo que tarda en
renovarse un nivel trófico o un sistema. Es la relación inversa a la
productividad, B/Pn y se mide en unidades de tiempo.
3.3.5.
EFICIENCIA
Representa el rendimiento
de un nivel trófico o de un sistema y se calcula mediante el cociente salidas/
entradas. Lo podemos calcular desde varios puntos de vista:
- La eficiencia de los productores
se calcula mediante la relación energía asimilada/ energía incidente, que
alcanza valores inferiores al 2%.
- Si calculamos el cociente Pn/Pb,
estaremos midiendo la cantidad de energía incorporada a cada nivel
respecto al total asimilado, en cuyo caso estaremos constando las pérdidas
respiratorias.
- La rentabilidad de los
consumidores se suele valorar en función de la relación Pn/ alimento total
digerido o, engorde/ alimento digerido.
Eficiencia ecológica es la
fracción de la producción neta de un determinado nivel trófico que se convierte
en producción neta del nivel siguiente:
(Pn/Pn del nivel
anterior)·100
En el caso del ser humano,
desde el punto de vista del aprovechamiento energético, es más eficiente una
alimentación fundamentalmente herbívora. Sin embargo, según la FAO, para una
alimentación completa es necesario añadir a la dieta unos 60 g de proteínas al
día.
3.4.
EL PROBLEMA AMBIENTAL DE LA BIOACUMULACIÓN
Se denomina bioacumulación
el proceso de acumulación de sustancias tóxicas: metales pesados o de
compuestos orgánicos sintéticos, en organismos vivos, en concentraciones cada
vez mayores y superiores a las registradas en el medio ambiente. Ocurre cuando
las sustancias ingeridas no pueden ser descompuestas ni excretadas. Se mide
mediante el factor de bioconcentración, que es la relación existente entre las
concentraciones del organismo y el agua o el aire circundante.
Fue acuñado hacia los años
50- 60 del siglo XX para denominar el proceso de acumulación del plaguicida DDT
empleado en la agricultura, que originó la muerte de numerosas especies de
aves.
4.
LAS
PIRÁMIDES ECOLÓGICAS
Pueden existir tres tipos
de pirámides:
- Pirámides de energía: Representan
el contenido energético de cada nivel. Tienen forma de una verdadera
pirámide, ya que siguen la regla del 10%.
- Pirámides de biomasa: Elaboradas
en función de la biomasa acumulada en cada nivel trófico. Pueden
representar la forma de una pirámide real, ya que la biomasa va
decreciendo en progresiones del 10%.
- Pirámides de números: Se realizan
mediante el recuento del número total de individuos que constituyen cada
nivel.
5.
FACTORES
LIMITANTES DE LA PRODUCCIÓN PRIMARIA
La ley de mínimo dice lo
siguiente: el crecimiento de una especie vegetal se ve limitado por un único
elemento que se encuentra en cantidad inferior a la mínima necesaria y actúa
como factor limitante.
Lo que quiere decir que, si
todos los factores y elementos están en cantidades necesarias, excepto uno de
ellos, este último que escasea se denomina factor limitante.
Se llaman energías
externas, de apoyo o auxiliares, a aquellas energías de procedencia solar que
son necesarias para la producción primaria:
- Mueven el ciclo del agua.
- Originan los vientos y los
desplazamientos del agua.
- Condicionan las variaciones de
temperatura y las lluvias.
- Mueven los nutrientes de unos a
otros ecosistemas
- Etc.
Se llaman también energías
de apoyo o auxiliares a las aportadas por los seres humanos en las
explotaciones agrarias para luchar contra los factores limitantes e incrementar
sus cosechas o su producción ganadera:
- Uso de la maquinaria para labrar
la tierra.
- Sistemas de riego contra la falta
de humedad.
- Instalación de invernaderos contra
las bajas temperaturas.
- Uso de plaguicidas, abonos
químicos, semillas seleccionadas, etc.
Todas ellas implican,
directa o indirectamente, el empleo de combustibles fósiles.
5.1.
LA TEMPERATURA Y LA HUMEDAD
Estos dos factores limitan
la producción primaria en las áreas continentales y la eficiencia fotosintética
aumenta al hacerlo ambos parámetros. Pero, si la temperatura aumenta mucho, la producción
primaria decrece bruscamente debido a la desnaturalización de las enzimas
fotosintéticas, siendo la más abundante la RuBisCO.
Durante el proceso de
fotosíntesis, las reacciones pueden seguir dos rutas metabólicas distintas,
según la doble actuación de la enzima RuBisCO, que depende de la concentración
de CO2 y de O2 existentes en el ambiente que encuentra
esta.
- Si la concentración de ambos gases
es la normal en la atmósfera, la enzima actúa facilitando la incorporación
de CO2 en el proceso de fotosíntesis, con lo que se produce
materia orgánica y se desprende oxígeno.
- Si la concentración de O2
es superior al 21% y/o la de CO2 desciende por debajo del
0,03%, la enzima actúa ralentizando la fotosíntesis porque se induce otro
proceso parecido a la respiración, denominado fotorrespiración, que ocurre
a la vez que la fotosíntesis y en presencia de luz. No se produce glucosa,
sino que se consume O2 y se desprende CO2.
Según tengan lugar uno o
ambos procesos, las plantas se subdividen en dos grandes grupos: plantas C3
y plantas C4, llamadas así según el número de átomos de carbono que
contenga el primer compuesto sintetizado durante el proceso fotosintético.
- Las plantas C3: aún en
los ambientes más favorables, pierden una gran cantidad de agua a través
de los estomas, lo que supone un problema cuando se encuentran en un clima
húmedo. Sin embargo, en condiciones de sequía, cierran los estomas, por lo
que, al realizar la fotosíntesis, se provoca un descenso en la
concentración de CO2 en su interior y un aumento de la de O2.
En dichas condiciones, da comienzo el proceso de fotorrespiración, por lo
que se reduce su eficiencia fotosintética.
- Las plantas C4: aunque
la concentración de CO2 sea muy reducida, cuentan con un
mecanismo de bombeo por el que son capaces de incorporarlo en grandes
cantidades de la atmósfera, acumulándolo en el interior de las hojas, y
evitando así el proceso de fotorrespiración. Tienen ventaja en climas
cálidos y secos, su producción de materia orgánica es muy superior, y
desde un punto de vista agrario, su
interés es mucho mayor.
La máxima productividad de
las C3 es de 10- 30 Tm/ ha· año, mientras que las C4
asciende a 60- 80 Tm/ ha· año.
Las plantas C4
que viven en los desiertos presentan una serie de adaptaciones morfológicas
para evitar las pérdidas de agua: el mecanismo CAM (mecanismo ácido de las
crasuláceas), que consiste en fijar el CO2 durante la noche y cerrar
los estomas por el día, momento el que realizan la fotosíntesis a partir del CO2
almacenado durante la noche.
Si la temperatura es muy
baja durante una época del año, los mecanismos adaptativos consistirán en un
predominio de plantas herbáceas anuales, un desarrollo de estructuras y la
aparición de un fotoperiodo o época de máximo desarrollo de hojas y flores.
5.2.
FALTA DE NUTRIENTES
La presencia de los
nutrientes necesarios para la biosíntesis de ciertas moléculas orgánicas es un
condicionamiento importantísimo para la eficiencia fotosintética.
El CO2 no
constituye un factor limitante ni en la tierra ni en el mar. Se observa que un
incremento en este gas produce una mayor eficiencia fotosintética, por lo que
se apuntó que una forma de rebajar el efecto invernadero podía consistir en
plantar vegetación para que actúe como sumidero de CO2.
Posteriormente, se llegó a
la conclusión de que pronto se alcanza la saturación si faltan otros
nutrientes:
- El fósforo es el principal
limitante de la producción primaria.
- El nitrógeno ocupa el segundo
lugar en importancia, observándose que cuando falta este compuesto, y no
el anterior, aparecen microorganismos fijadores del nitrógeno atmosférico.
- La necesidad de energías externas:
Los productores realizan la fotosíntesis y los descomponedores degradan la
materia orgánica en nutrientes utilizables de nuevo por los productores.
Sin embargo, este reciclado se puede ver dificultado por la distancia
existente entre los productores y los descomponedores, por lo que se
necesitan energías externas para conseguirlo.
En ciertas zonas de
afloramiento, el agua profunda asciende desde el fondo hacia la superficie,
arrastrando con ella los nutrientes que fertilizan el fitoplácton. La energía
auxiliar que lo hace posible es aportada por el viento, que arrastra el agua de
la superficie del mar y crea un vacío superficial que favorece el ascenso.
Las plataformas costeras
son zonas de profundidad elevada porque el oleaje agita los fondos y disponen
de los nutrientes que han sido arrastrados por los ríos hasta ellas.
En los ecosistemas
terrestres se requieren un menor gasto de energías externas para el reciclaje
de nutrientes, ya que las distancias entre los lugares de producción y de
descomposición son mucho menores que en los océanos.
5.3.
LA LUZ Y LA DISPOSICIÓN DE
LAS UNIDADES FOTOSINTÉTICAS
Salvo en las profundidades
oceánicas, no es muy común en los continentes que la falta de luz limite la
producción primaria.
La luz incide sobre los
fotosistemas presentes en los cloroplastos y dichos sistemas de captación se
hacen sombra los unos a los otros. Hemos de considerar, por otro lado, que cada
uno de ellos está constituido por varios centenares de unidades de captación,
constituidas a su vez por moléculas de clorofila y otros pigmentos
fotosintéticos y por un solo centro de reacción para todas ellas, constituido
por una clorofila especial, en el que la energía lumínica comienza su
transformación en energía.
Al aumentar la intensidad
lumínica, se produce un incremento de la producción primaria. Pero cuando dicha
intensidad alcanza un nivel determinado, se produce la saturación, debido a que
el centro de reacción actúa a modo de cuello de botella, de forma que responde
con mayor eficiencia a pequeñas intensidades de luz, como la correspondiente al
amanecer o al atardecer. Sin embargo, en las horas centrales del día la
intensidad de la luz provoca dicha saturación, cuyo resultado es una eficiencia
fotosintética muy baja.
6.
CICLOS
BIOGEOQUÍMICOS
Comprenden una serie de
caminos realizados por la materia, que escapa de la biosfera a través de otros
sistemas antes de retornar a ella. El tiempo de permanencia de los elementos en
los distintos medios es muy variable, denominándose almacén o reserva aquel
lugar donde dicha permanencia es máxima.
Los ciclos biogeoquímicos
tienden a ser cerrados. Sin embargo, las actividades humanas ocasionan la
apertura y la aceleración de los mismos.
6.1.
CICLO DEL CARBONO
Este ciclo se encuentra
divido en dos fases:
- Ciclo biológico, en el que la
propia biosfera controla los intercambios de este elemento con la
atmósfera. Mediante la fotosíntesis el carbono es retenido y mediante la
respiración es devuelto. La fotosíntesis moviliza el 5% del CO2
atmosférico cada año.
- Ciclo biogeoquímico propiamente
dicho, que controla las transferencias de CO2 entre la biosfera
y los demás subsistemas.
El carbono se encuentra en
la atmósfera en forma de CO2, CO y CH4. La concentración
de cada uno de ellos es de 367 ppm para el primero, 0,1 ppm para el segundo y
1,6 ppm para el tercero. La atmósfera y la hidrosfera intercambian el CO2
por difusión directa. En la litosfera se encuentra en forma de carbonatos, de
silicatos cálcicos y en forma de combustibles fósiles.
6.1.1.
PASO
DEL CO2 DE LA ATMÓSFERA A LA LITOSFERA
El CO2
atmosférico se disuelve con facilidad en agua para formar ácido carbónico, que
ataca a los carbonatos y silicatos con la producción de iones y sílice
disuelta:
Al llegar al mar, los
animales transforman de nuevo el bicarbonato y el calcio en carbonato que lo
incorporan a su tejido endurecido.
En las rocas carbonatadas
(1) y (3) uno de los bicarbonatos formará parte del esqueleto cálcico de los
organismos marinos, mientras que el otro se transformará en CO2, que
escapará hacia su lugar de procedencia, la atmósfera. Aquí no se produce
pérdida neta de CO2 atmosférico.
Las rocas silicatadas (2) y
(3), han requerido dos moléculas de CO2 y solo pueden devolver la
mitad a la atmósfera, lo que supone una pérdida neta. De esta manera actúan
como sumideros de CO2.
6.1.2.
RETORNO
DE CO2 A LA ATMÓSFERA
El enterramiento de algunas
rocas carbonatadas acaba produciendo una fusión parcial de dichas rocas. Al
final se libera CO2 que escapa hacia la atmósfera durante las
erupciones volcánicas.
6.1.3.
SUMIDEROS
FÓSILES
En ciertas ocasiones, la
materia orgánica de la biosfera puede quedar sepultada fuera del contacto con
el O2, por lo que sufre un proceso biológico de fermentación que la
transformará en carbón y petróleo que se acumulan en la geosfera. Esto supone
una rebaja neta de sus niveles atmosféricos.
6.2.
CICLO DEL FÓSFORO
El fósforo se encuentra
mayoritariamente inmovilizado en los sedimentos oceánicos, formando parte de la
litosfera. Su proceso de liberación es muy lento, por depender de un ciclo
geológico (más de 100 años), por lo que constituye el principal factor
limitante y se le considera un recurso no renovable.
Se trata de un
constituyente importante de la biomoléculas, que además forman parte de
estructuras rígidas. El fósforo se halla presente en un 0,2% en las estructuras
vegetales y en 1% en las animales.
Los fosfatos son liberados
de las rocas fosfatadas y de las cenizas volcánicas y son transportados de
forma insoluble hasta los lagos o hasta el mar, donde se precipitan para formar
almacenes sedimentarios.
La permanencia del fósforo
en los ecosistemas terrestres es de más de 100 años y en los marinos es de unos
diez años.
6.3.
CICLO DEL NITRÓGENO
El nitrógeno es necesario
para los seres vivos, ya que es un elemento constituyente de los aminoácidos
que forman las proteínas. Sin embargo, su presencia en ellos es mínima.
Por el contrario, en la
atmósfera es el componente mayoritario. De hecho actúa como reserva del mismo.
A pesar de esta abundancia, la mayor parte del nitrógeno atmosférico se
encuentra en forma inerte.
Además, existen otros
componentes atmosféricos nitrogenados que se mueven con una mayor facilidad de
unos sistemas terrestres a otros, como son: el NH3, que procede de las
emanaciones volcánicas o de la putrefacción de los organismos vivos; los óxidos
de nitrógeno que se forman espontáneamente a partir del N2 durante
las tormentas eléctricas o que son enviados hacia la atmósfera en las
erupciones volcánicas.
Los óxidos atmosféricos
reaccionan con el agua formando ácido nítrico, que cae con la lluvia. Al llegar
al suelo reaccionan los cationes existentes en él, formando los nitratos que
las plantas asimilan.
En principio, el nitrógeno
constituye un elemento limitante de la producción primaria, después del fósforo,
pero existen microorganismos capaces de captarlo directamente de la atmósfera,
denominado fijación biológica, que es de gran importancia económica, ya que
estos microorganismos transforman el N2 en nitratos, que son
aprovechables para la planta.
Además de la fijación
biológica, existen otros procesos naturales de nitrificación del suelo, como
las bacterias nitrificantes.
También existen unas
bacterias desnitrificantes, que empobrecen el suelo en nitratos y lo
transforman en N2, que se pierde hacia la atmósfera
Intervenciones humanas en
el ciclo del nitrógeno:
- Procesos de combustión a altas
temperaturas.
- Fijación industrial: método de
Haber- Bosch
- Abono excesivo.
El nitrato es uno de los
contaminantes más frecuentes de las aguas subterráneas en las zonas rurales
debido al abonado excesivo, a las fugas de las fosas sépticas y a los
lixiviados procedentes de los estercoleros.
6.4.
EL CICLO DEL AZUFRE
Este elemento se encuentra
mayoritariamente almacenado en la hidrosfera en forma de sulfato (SO42-).
El ciclo de transferencia tierra- océano es bastante lento.
Durante la evaporación de
lagos y mares poco profundos, el azufre se deposita formando los yesos. Los
sulfatos son abundantes en los suelos, pues, aunque se pierdan por el lixiviado
de las tierras, son repuestos por las lluvias de forma natural.
En la biosfera resultan
imprescindible para la síntesis de ciertas moléculas orgánicas. Solo las
plantas, bacterias y hongos son capaces de incorporarlos directamente en forma
de SO42-, para reducirlos en primer lugar a SO3
y posteriormente a H2S utilizable en la biosíntesis vegetal. Los
seres vivos, al morir, liberan H2S a la atmósfera y otros sistemas
terrestres.
En los océanos profundos y
lugares pantanosos, el sulfato es reducido a H2S mediante la acción
de ciertas bacterias sulfatorreductoras. Durante el proceso se libera oxígeno,
que es aprovechado por otros microorganismos para la respiración. El H2S
así formado puede seguir dos caminos:
·
Uno descendente,
combinándose con hierro y precipitando en forma de piritas
·
Otro
ascendente, hasta alcanzar lugares oxigenados, donde vuelven de nuevo a
oxidarse a SO42- mediante un proceso foto o
quimiosintético, en función de la presencia o ausencia de luz.
El paso de H2S
del océano a la atmósfera es llevado a cabo por unas algas especiales,
denominadas DMS. Al morir masivamente estas algas, liberan dimetil sulfuro
hacia la atmósfera; allí reaccionan para formar H2SO4,
que hace el papel de semilla sobre el que precipita el vapor de agua
atmosférico, formando las pequeñas gotas de agua que constituyen las nubes. Al
precipitar sobre tierra en forma de lluvias, devuelven el azufre al mar o al
continente, con lo que este ciclo se cierra.
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