Ciclo del Carbono

El carbono es incorporado en forma de CO2 por los productores mediante la fotosíntesis. Los consumidores incorporan el carbono al alimentarse de los productores, y los descomponedores lo hacen al actuar sobre los cadáveres y los productos de desecho. El proceso respiratorio de productores, consumidores y descomponedores devuelve la mayor parte del carbono al medio en forma de CO2.

Una parte del carbono queda precipitada en conchas y esqueletos formados por algunos animales marinos. Cuando estos organismos mueren, caen al fondo, reingresando el carbono muy lentamente al ciclo.

Otra parte del carbono es retenida en la corteza terrestre durante largos periodos en forma de roca caliza y de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural), que es liberado a la atmósfera cuando estos son quemados.

Intervención Humana en el Ciclo del Carbono

Los humanos estamos interviniendo en el ciclo del carbono de dos maneras principales:

• Eliminación de bosques y otra vegetación sin replantación suficiente, lo que deja menos vegetación para absorber CO2.
• Utilización de combustibles fósiles que contienen carbono y combustión de madera más rápido de lo que puede volver a reproducirse. Esto produce un flujo de CO2 a la atmósfera.

Ciclo del Nitrógeno

El proceso de fijación del nitrógeno que realizan consiste en combinar el nitrógeno atmosférico (N2) con hidrógeno (H2) para formar amoníaco (NH3). Rhizobium leguminosarum es una bacteria simbiótica que se encuentra en unos nódulos que hay en las raíces de las leguminosas. Parte del nitrógeno fijado lo cede a las plantas en forma de un componente soluble en el citoplasma celular.

En el caso de Clostridium y Azotobacter, que son bacterias del suelo, el amoníaco queda acumulado en él. La acción de los descomponedores sobre los cadáveres y los productos de desecho del metabolismo de productores y consumidores enriquece el suelo con amoníaco. Este proceso se denomina amonificación.

Casi todo el amoníaco que llega al suelo pasa rápidamente a ión nitrato por la acción quimiosintética de algunas bacterias. Este proceso se denomina nitrificación y ocurre en dos etapas:

• Las bacterias del género Nitrosomonas transforman el amoníaco en ión nitrito (NO2-) (nitrosación).
• Las del género Nitrobacter transforman el ión nitrito (NO2-) en ión nitrato (NO3-) (nitratación), que constituye la fuente principal de nitrógeno disponible en el suelo para las plantas superiores.

Existe un proceso perjudicial para la agricultura denominado desnitrificación, que consiste en la transformación del (NO3-) en (NO2-) y de este en N2 que pasa al aire. Dicha transformación la realizan las bacterias del género Pseudomonas. Así se completa el ciclo del nitrógeno.

Intervención Humana en el Ciclo del Nitrógeno

Los humanos intervenimos en el ciclo del nitrógeno de varias maneras:

• La emisión de grandes cantidades de óxido nítrico a la atmósfera al quemar madera o combustible.
• La emisión de óxido nitroso (N2O), que es un gas de efecto invernadero.
• La extracción minera de compuestos con nitrato y amonio para su uso como fertilizantes inorgánicos comerciales.
• Agotamiento de nitrato y amonio por la cosecha de cultivos ricos en nitrógeno.
• Adición de exceso de nitrato y amonio a los ecosistemas acuáticos, lo que provoca la eutrofización de las aguas.

Ciclo del Fósforo

El fósforo se halla en la corteza terrestre como componente de diversos materiales. Por efecto de la meteorización química se transforma en ión ortofosfato (PO43-), que es transportado en disolución por las aguas. Una parte permanece en el suelo y otra parte llega al mar.

Las plantas absorben únicamente el fósforo que está en la solución del suelo en forma de ión fosfato, y de estas toman el fósforo los animales. Dicho elemento entra como componente en los ácidos nucleicos, en el ATP, en los esqueletos, etc.

El fósforo que ha sido transportado al mar es incorporado en parte por las plantas y animales marinos, y la mayoría precipita, desintegrándose. Los cadáveres de los seres vivos se descomponen por efecto de los organismos descomponedores, liberándose así el fósforo.

En el fondo del mar se acumulan grandes cantidades de este elemento. Son las llamadas «trampas de fósforo» porque, al acumularse este en los sedimentos marinos, queda fuera del alcance de los seres vivos.

El hombre, para abonar los campos, debe limitarse a los yacimientos minerales de fosforitas (que también proceden de antiguas cuencas sedimentarias marinas). Asimismo, puede recurrir al guano, excrementos de aves marinas, generalmente pelicaniformes, que estas dejan en grandes cantidades en los acantilados (los denominados «cabos blancos«).

Intervención Humana en el Ciclo del Fósforo

Los humanos intervienen en el ciclo del fósforo principalmente de dos maneras:

• Extrayendo por minería grandes cantidades de rocas que contienen fosfatos para producir fertilizantes inorgánicos, lo que está originando que cada vez aumente más la trampa de fósforo.
• Añadiendo exceso de fosfato a los ecosistemas acuáticos, provocando su eutrofización.