Ciclos de la materia y rutas energeticas

El ciclo de la materia

Los seres vivos necesitan materia y energía para realizar sus funciones vitales. La materia que utilizan las plantas para crecer y cumplir sus funciones vitales proviene del suelo, del agua y del aire; los animales utilizan la materia de otros seres vivos así como la que extraen del aire y del agua, para vivir.
En la naturaleza, esta materia cumple ciclos en los cuales pasa de un estado a otro, o de una forma a otra, de manera que no se pierde sino que se vuelve a utilizar. La vida en nuestro planeta depende, en gran medida, de los ciclos que cumplen en la naturaleza sustancias como el carbono, el nitrogeno, el oxigeno o el agua, las cuales están disponibles para las plantas y los animales en alguna de sus fases.

El ciclo del carbono

El carbono es esencial para construir las moléculas orgánicas que caracterizan a los organismos vivos.

La principal fuente de carbono para los productores es el CO₂ del aire atmosférico, que también se halla disuelto en lagos y océanos.

Además hay carbono en las rocas carbonatadas (calizas, coral) y en los combustibles fósiles (carbón mineral y petróleo).

Durante la fotosíntesis, las plantas verdes toman CO₂ del ambiente abiótico e incorporan el carbono en los carbohidratos que sintetizan.  Parte de estos carbohidratos son metabolizados por los mismos productores en su respiración, devolviendo carbono al medio circundante en forma de CO₂.  Otra parte de esos carbohidratos son transferidos a los animales y demás heterótrofos, que también liberan CO₂ al respirar.

El ciclo completo del carbono requiere que los descomponedores metabolicen los compuestos orgánicos de los organismos muertos y agreguen nuevas cantidades de CO2 al ambiente.  A todo lo anterior debe sumarse la enorme cantidad de CO₂ que llega a la atmósfera como producto de la actividad volcánica, la erosión de las rocas carbonatadas y, sobre todo, la quema de combustibles fósiles por el hombre.

El ciclo del nitrógeno

El nitrógeno (N2) es un elemento esencial en la formación de las proteínas y los ácidos nucleicos en los seres vivos. Es el gas mas abundante de la atmósfera, aunque para que este disponible para los seres vivos debe ser transformado en una forma biológicamente útil.

El nitrógeno del aire es captado por cierto tipo de bacterias del suelo como Rhizobium, Azotobacter y algunas cianobacterias que viven en asociación con las raíces de algunas plantas, y lo transforman en nitratos nitritos y amoníaco.

Las plantas absorben los compuestos nitrogenados y lo incorporan en sus tejidos. Una vez incorporado a las plantas, el nitrógeno pasa a los animales herbívoros y carnívoros, a lo largo de las cadenas alimentarias.

Los compuestos nitrogenados producidos por los  animales en la orina, así como los que producen de la descomposición de organismos muertos, son transformados de nuevo en amoniaco y pasan a formar parte del nitrógeno del suelo, que las plantas vuelven a aprovechar.

Las bacterias anaeróbicas transforman los nitratos y liberan nitrógeno puro en forma de gas a la atmósfera.