AULA 05 – OS CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Maximiliano Mendes
São ciclos de massa e energia
entre os organismos e os componentes abióticos dos ecossistemas. A ocorrência
desses ciclos é essencial para que haja a manutenção dos ecossistemas, tendo em
vista que, se por um lado um ecossistema é mantido por uma entrada constante de
energia e produção primária, por outro lado, a massa orgânica está presente em
quantidades limitadas, por isso, tem de ser reciclada.
Normalmente estudamos os
ciclos de alguns elementos químicos e/ou moléculas importantes. Vejamos alguns
dos principais:
Ciclo da água: a maior parte da massa de um organismo é constituída
de água e ela constitui o solvente onde as reações metabólicas ocorrem. A água
evapora, tanto do meio quanto dos organismos e retorna à superfície por meio
das precipitações, ou seja, muda de estado físico no ciclo. É bom destacar que
apenas 1 % do total da água do planeta é adequada para o consumo humano.
O ciclo da água, de maneira
simples. Nessa imagem não são mostrados os animais, porém, assim como as
plantas, eles também perdem água via transpiração.
Imagem: https://www.conservationinstitute.org/water-cycle/
Lembre-se de que podemos
alterar e perturbar o ciclo da água de formas diversas, uma das quais é liberando
um excesso de dejetos na água que utilizamos. Logo, após a utilização, seja no
uso doméstico ou na irrigação de plantios, a água deve ser adequadamente
tratada antes de ser devolvida ao ambiente, caso contrário pode vir a poluir os
corpos d’água.
Ciclo do carbono: o carbono é assimilado pelos organismos através
de processos como a fotossíntese, capaz de utilizar o CO2 como fonte
de carbono para a síntese de substâncias orgânicas. O carbono pode retornar ao
meio na forma de CO2, produto da respiração e da decomposição,
porém, também pode retornar como CO2 e CO produtos da combustão
completa e da incompleta. Normalmente, os processos de combustão das atividades
industriais ou da queima em motores retornam o carbono de maneira muito mais
rápida para a natureza, podendo gerar desequilíbrios, como o que estamos vendo
agora, referente às mudanças climáticas, tendo em vista que o CO2 é
um gás estufa (veremos mais sobre esse assunto posteriormente).
O ciclo do carbono. Imagem: https://www.solarschools.net/knowledge-bank/climate-change/carbon-cycle
Ciclo do oxigênio: a maior parte do oxigênio constituinte da
atmosfera é proveniente do processo fotossintético e, na fotossíntese, o
oxigênio vem das moléculas de água.
Imagens mostrando o ciclo do
oxigênio.
Fontes:
https://www.exploringnature.org/db/view/Oxygen-Cycle-Description-and-Assessment
https://www.britannica.com/science/oxygen-cycle/images-videos/media/1/436952/126790
Ciclo do nitrogênio: esse é o que tem mais detalhes de interesse. o
N2 é um gás que constitui aproximadamente 79 % da atmosfera. Ele é
assimilado pelas bactérias fixadoras de nitrogênio e é retornado ao meio pelas
bactérias desnitrificantes. O processo de fixação é capaz de converter o N2 atmosférico em
nitritos (NO2-) e depois em nitratos (NO3-).
Esses íons nitrogenados são absorvidos pelas plantas e utilizados pra
sintetizar as suas substâncias orgânicas, que também podem ser ingeridas pelos
organismos heterótrofos. O nitrogênio é liberado de volta para o meio por conta
do processo de decomposição, da excreção dos animais e pela ação de bactérias
desnitrificantes.
O ciclo do nitrogênio. Imagem:
https://ib.bioninja.com.au/options/option-c-ecology-and-conser/c6-nitrogen-and-phosphorus/nitrogen-cycle.html
As bactérias nitrificantes, dos
gêneros Nitrosomonas e Nitrobacter são organismos
quimiossintetizantes que atuam na conversão da amônia em nitritos e dos
nitritos em nitratos. Essas reações liberam energia para as reações de síntese.
Nitrosomonas: NH4+ + O2 à NO2-
(nitrito) + energia potencial química
Nitrobacter: NO2- + O2 à NO3-
(nitrato) + energia potencial química
Aplicado ao ciclo do
nitrogênio, há o processo de adubação verde e rotação de culturas, no qual se
plantam leguminosas e, após a colheita, outros tipos de plantas, mas antes
trituram-se as leguminosas e se adicionam elas ao solo para aumentar a fertilidade
e o teor de nitrogênio. O uso das leguminosas é possível pois elas têm,
associadas às suas raízes, bactérias fixadoras de nitrogênio que formam
nódulos.
Nódulos nas raízes de planta leguminosa.
Imagem: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Medicago_italica_root_nodules_2.JPG
REFERÊNCIAS:
As referências básicas dessa série sobre ecologia são:
As referências básicas dessa série sobre ecologia são:
Thompson, M. & Rios, EP. Conexões com a Biologia. Vol. 1. Moderna. 2ª ed. 2016.
Townsend, CR., Begon, M., Harper, JL. Fundamentos em Ecologia. 3ª ed. Artmed. 2010.
Urry, LA. et al. Biology. 11th ed. Pearson. 2016.