Os Ciclos Biogeoquímicos do Carbono, Oxigênio e Nitrogênio
1. Ciclo do Carbono (C):
O elemento carbono é o principal
constituinte de tudo o que é orgânico. Ele é encontrado na atmosfera na forma
de gás carbônico (CO2) representando apenas 0,35% do total dos
gases.
Seres vivos autotróficos absorvem o
gás carbônico diretamente da atmosfera no processo da fotossíntese onde o
carbono é utilizado na composição dos açúcares produzidos por esses seres.
Dessa forma o carbono é incorporado nos tecidos estruturais dos seres vivos e também
passa a circular pela cadeia alimentar. Sua volta ao ambiente se dá novamente
na forma de CO2 por meio da respiração de praticamente todos os seres vivos (microrganismos,
animais e vegetais), da decomposição de seus corpos após a morte e da combustão
da matéria orgânica.
2. Ciclo do Oxigênio (O):
O oxigênio pode ser encontrado na
atmosfera de várias formas. Seja na forma de oxigênio molecular (O2)
ou em composição com outros elementos como o CO2, a H2O,
por exemplo. É o elemento mais abundante na crosta terrestre e nos oceanos e o
segundo mais abundante na atmosfera representando quase 21% da composição do ar. O ciclo do oxigênio está
estreitamente relacionado ao do carbono, já que é produzido pelos seres vivos autotróficos
durante a fotossíntese, conforme segue a reação.
Luz
6H2O + 6CO2 –> 6O2 + C6H12O6
Clorofila
|
O principal meio de consumo do
oxigênio é por meio da respiração dos seres vivos, onde moléculas de glicose
são quebradas para gerar energia e do qual resultam o CO2 e água. A
combustão e a decomposição da matéria orgânica morta também são responsáveis
por consumir o oxigênio.
Na estratosfera (camada da atmosfera entre 10km e 45km de altura), parte
do gás oxigênio (O2) é transformada em ozônio (O3) pelos
raios ultravioleta. Essas duas reações (O2 <---> O3)
permitem que se mantenha na estratosfera uma camada de ozônio em equilíbrio,
que funciona como um filtro protetor, retendo cerca de 80 % de toda a radiação
ultravioleta que é nociva aos seres vivos.
3. Ciclo do Nitrogênio (N):
Apesar
de 78% da atmosfera ser constituída de gás nitrogênio, a maioria dos seres
vivos não pode utilizá-lo diretamente nessa forma. Os vegetais só conseguem utilizá-lo
na forma de nitrato, absorvendo-o do solo. Os animais aproveitam o nitrogênio
na forma de aminoácidos, constituinte estrutural de todas as proteínas, se
alimentando de outros animais ou vegetais.
Para
absorção do nitrogênio pelos vegetais, é necessário que antes ocorra a fixação
do nitrogênio do ar no solo. Existem bactérias associadas às raízes das
plantas, especialmente algumas leguminosas, que captam o nitrogênio do ar e
disponibilizam para a planta, em troca recebem parte do alimento produzido
pela fotossíntese, constituindo uma relação mutualística. Ainda outras espécies
de bactérias e cianobactérias fazem essa fixação, pois conseguem capturar o
nitrogênio atmosférico que reage com hidrogênio dando origem a molécula de
amônia (NH4). A amônia produzida por esses organismos fica
disponível no solo (amonificação). Também ficam no solo as moléculas de amônia
provenientes da decomposição de proteínas, ácidos nucleicos e resíduos
nitrogenados presentes em cadáveres e excretas.
No entanto, os
vegetais não conseguem utilizar o nitrogênio através de moléculas de amônia.
Dessa forma, é necessário que a amônia seja transformada em nitrato para que
seja absorvida pelo vegetal. Essa transformação ocorre pelas ação de algumas
espécies de bactérias presente nos solos (nitrificação). Os nitratos são
absorvidos e utilizados pelas plantas na fabricação de suas proteínas e de seus
ácidos nucleicos. Pela cadeia alimentar, o nitrogênio passa para o corpo dos
animais onde também são utilizados para os mesmos fins.
Por fim, os nitratos
não usados pelos vegetais são transformados novamente em gás nitrogênio e volta
para a atmosfera completando o ciclo (desnitrificação).
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