6. Ciclo do Nitrogênio

O nitrogênio N2 é muito importante para os seres vivos, porque ele faz parte da composição de aminoácidos, que compõem as proteínas e de nucleotídeos, que compõem os ácidos nucleicos.

A atmosfera contém uma grande porção de nitrogênio em sua composição, cerca de 80%, mas plantas só conseguem utilizá-lo na forma de íons amônio (NH4+) ou íons nitrato (NO3-). Algumas bactérias realizam um trabalho de conversão do nitrogênio, transformando amônias em nitratos disponibilizando esse elemento diretamente as plantas e indiretamente aos animais. Alguns microrganismos conseguem fixar o nitrogênio contido na atmosfera, ao incorporar os átomos de nitrogênio em suas moléculas orgânicas eles realizam um processo chamado fixação do nitrogênio. Todos esses microrganismos transformam o nitrogênio da atmosfera em amônia. A devolução do nitrogênio para a atmosfera na forma de N2 é dada através de bactérias desnitrificantes, que podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta a atmosfera fechando o ciclo.

5. Ciclo do Oxigênio

Podemos encontrar oxigênio na atmosfera em várias formas: Na forma molecular e em composição com outros elementos. O oxigênio é o elemento mais abundante na terra e nos oceanos (99,5% do oxigênio está contida ali) e o segundo mais abundante na atmosfera (0,49% do oxigênio existente está na atmosfera, os outros 0.01% estão contidos nos seres vivos). O ciclo de transformações do oxigênio por estes reservatórios (atmosfera, oceano e terra) constitui o chamado ciclo do oxigênio que é mantido por processos biológicos, físicos, geológicos e hidrológicos.

A principal forma de produção do oxigênio é a fotossíntese realizada por todas as plantas que possuem clorofila e algumas algas. A fotossíntese é um processo pela qual as plantas transformam água e gás carbônico na presença de luz e clorofila em compostos orgânicos bem mais energéticos e oxigênio.

Luz
6H2O + 6CO2 --> 6O2 + C6H12O6
Clorofila

Mesmo com as plantas consumindo parte deste oxigênio em sua própria respiração a quantidade produzida pela fotossíntese pode ser 30 vezes maior do que a consumida. Este foi um dos fatores que fez surgir todas as formas de vida que temos hoje no planeta e o principal repositor de oxigênio para a atmosfera.

Outra forma de produzir o oxigênio é a fotólise: reação pela qual a radiação ultravioleta que entra na atmosfera decompõe a água atmosférica em óxido de azoto.

2H2O + energia --> 4H + O2

O principal meio de consumo do oxigênio no ciclo do carbono é por meio da respiração dos seres vivos. As plantas utilizarão o oxigênio para realizar a fotossíntese como já foi referido e os animais o utilizarão em seu metabolismo.

{CH2O} + O2 --> CO2 + H2O

Outra forma de consumo do oxigênio é a decomposição da matéria orgânica e a oxidação de minerais em exposição. Um exemplo de oxidação é a ferrugem.

4. Ciclo do Fósforo

Dentre os ciclos biogeoquímicos, o ciclo do fósforo é um dos mais simples, devido à quantidade baixa de gases que possuem fósforo nas suas moléculas. Apenas um composto de fósforo é realmente significativo para os seres vivos, o íon fosfato.

O fosfato é encontrado basicamente em rochas e, depois dessas rochas passarem por fenômenos de intemperismo, elas se transformam em solo, liberando o fosfato no ecossistema. Esse íon pode ser absorvido por seres vivos na água ou no solo.

As aves tem um papel muito importante no retorno desse composto à terra. Comendo os peixes que estão na água que possui o fosfato, por meio do guano (fezes das aves), elas devolvem esse íon para o solo e para a água. Forma-se um novo reservatório do nutriente na natureza.

                

3. Ciclo do Enxofre

O enxofre é uma substância amarela encontrada no solo, que queima com facilidade. Ele é utilizado na produção de ácido sulfúrico, uma substância muito utilizada para fabricação de fertilizantes, corantes e explosivos.

Existe um grande depósito de enxofre na crosta terrestre e nos sedimentos e um depósito menor na atmosfera, por isso seu ciclo se passa entre o ar e os sedimentos.

No reservatório terrestre, os microorganismos têm função muito importante, pois realizam a redução química ou oxidação. Essas reações, resultam na recuperação do enxofre dos sedimentos mais profundos.

Na crosta e no ar, ocorrem processos geoquímicos e meteorológicos, tais como erosão e ação da chuva, e processos biológicos de produção e decomposição. Conclui-se então que há uma interdependência entre água, ar e terra.

O ecossistema não necessita tanto de enxofre como de nitrogênio e do fósforo. Mas, quando se formam sulfetos de ferro nos sedimentos, o fósforo é convertido de uma forma insolúvel a solúvel, que pode ser assimilada pelos organismos vivos. Esse fato mostra como um ciclo pode interagir regulando outro.

O dióxido de enxofre normalmente constitui um passo no ciclo do enxofre e na maioria dos ambientes apresenta-se em baixa quantidade. Com a emissão de gases nas indústrias, com um número elevado de veículos circulando pelas cidades e com a queima de carvão nas termoelétricas o aumento do dióxido de enxofre encontrado nos ambientes tem sido grande. O aumento da quantidade de dióxido de enxofre leva a ocorrência da chuva ácida.

2. Carbono e seus ciclos

O elemento carbono (C) é o principal constituinte de tudo o que é orgânico. é o elemento químico fundamental dos compostos orgânicos, cujo ciclo consiste na assimilação dos átomos contidos nas moléculas simples de gás carbônico presente na atmosfera (CO2), e convertidos em substâncias mais elaboradas (carboidratos, proteínas), a partir do metabolismo fotossintético realizado pelos organismos autotróficos. O Carbono (C) é o quinto elemento mais abundante no Universo, depois do Hidrogênio (H), Hélio (He) e o Oxigênio (O), e é o pilar da vida como a conhecemos. No planeta Terra o carbono circula através dos oceanos, da atmosfera, da terra e do seu interior, num grande ciclo biogeoquímico. Este ciclo pode ser dividido em dois tipos: o ciclo "lento" ou geológico, e o ciclo "rápido" ou biológico. O Ciclo do carbono se inicia a partir do momento em que as plantas, ou outros organismos autótrofos, absorvem o gás carbônico da atmosfera e o utilizam na fotossíntese (ou quimiossíntese no caso de alguns organismos) incorporando-o às suas moléculas. Então o carbono passa para o próximo nível trófico quando os animais herbívoros ingerem as plantas e absorvem parte do carbono incorporado na forma de açúcares.

Como foi apresentado, o ciclo carbônico apresenta 2 tipos: 

2.1. Lento ou Geológico: 

Este ciclo, que opera a uma escala de milhões de anos é integrado a própria estrutura do planeta e iniciou-se há cerca de 4,55 bilhões de anos, quando na formação do Sistema Solar e da Terra, tendo origem nos planetesimais (pequenos corpos que se formaram a partir da nebulosa solar) e nos meteoritos portadores de carbono que colidiram com a Terra. Nesse sentido, mais de 99% do carbono terrestre está contido na litosfera, sendo a maioria carbono inorgânico, armazenado em rochas sedimentares como as rochas calcárias. O carbono orgânico contido na litosfera está armazenado em depósitos de combustíveis fósseis. ÉSucessão de fenómenos sistematicamente reproduzidos pela mesma ordem em períodos regulares na crosta terrestre. A energia armazenada na crosta, provoca ações mecânicas, movimentos de placas e etc. Estes efeitos tem a tendência de construir montanhas ou relevos que os agentes de dinâmica externa vão novamente destruir. Portanto, sabe-se que 

O equilíbrio nunca é conseguido, e os fenómenos ocorrem sequencialmente de um modo cíclico, constituindo os ciclos geológicos.

2.2.Ciclo Rápido ou Biológico:

 O ciclo biológico do Carbono é relativamente rápido: estima-se que a renovação do carbono atmosférico ocorre a cada 20 anos.

Na ausência da influência antropogênica (causada pelo homem), no ciclo biológico existem três reservatório: terrestre (20.000 Gt), atmosfera (750 Gt), oceanos (40.000 Gt). Este ciclo desempenha um papel importante nos fluxos de carbono, através dos processos da fotossíntese e da respiração.

Através do processo da fotossíntese, as plantas absorvem a energia solar e CO2 da atmosfera, produzindo oxigênio e hidratos de carbono (açúcares como a glicose), que servem de base para o crescimento das plantas. Os animais e as plantas utilizam os hidratos de carbono pelo processo de respiração, utilizando a energia contida nos hidratos de carbono e emitindo CO2. Juntamente com a decomposição orgânica (forma de respiração das bactérias e fungos), a respiração devolve o carbono, biologicamente fixado nos reservatórios terrestres para a atmosfera.

As equações químicas que regem estes dois processos são:

Fotossíntese

6CO2 + 6H2O + energía (luz solar) → C6H12O6 + 6O2

Respiração

C6H12O6 (matéria orgânica) + 6O2 → 6CO2 + 6 H2O + energia

Porém, existe um processo intermediário do ciclo biológico, o qual representa remoção de carbono da atmosfera, ocorre quando a fotossíntese excede a respiração e, lentamente, a matéria orgânica forma depósitos sedimentares que, na ausência de oxigênio e ao longo de milhões de anos, se transformam em combustíveis fósseis.

Apesar da extrema importância do carbono para a vida, bem como, a natureza, o carbono nos dias atuais tem sendo um fator altamente prejudicial devido ao seu excesso. A questão preocupante é a intensificação do efeito estufa em relação aos níveis atuais. Quanto maior a concentração de gases estufa na atmosfera, maior será a capacidade de aprisionar a radiação terrestre (calor) e maior será a temperatura da Terra. O principal gás estufa é o vapor de água, porém sua concentração é muito variável no tempo e espaço. O CO2, segundo gás em importância, tem causado polêmica quanto à quantidade emitida e principais locais e fontes de emissão, além da necessidade de controle de emissões.

1. Ciclo da Água.

O ciclo da água ou ciclo hidrológico é o ciclo biogeoquímico mais estudado nas séries iniciais de ciências e é também o ciclo de mais fácil entendimento.

O vapor de água é condensado nas nuvens e precipita, principalmente, em forma de chuva ou neve, quando chega ao solo, a água pode se depositar nos lagos, oceanos, rios e mares, quando precipita ali ou escoa pela superfície até eles, ou pode se infiltrar no solo, formando os aquíferos ou  lençóis freáticos.

Na superfície terrestre, a água volta à atmosfera sob a forma de vapor não só através da evaporação que ocorre nos mares e oceanos, mas também pelo processo de transpiração dos seres vivos. 

Ciclo da água, disponível em http://www.papodeestudante.com/2011/09/principais-ciclos-biogeoquimicos-agua.html, acesso em 10/12/2013

1.1. Ciclo curto:

É aquele em que a água não interage com seres vivos, ela evapora lentamente Nos mares, rios ou oceanos e precipita, normalmente, em forma de chuva ou neve, retornando ao seu estado inicial.

1.2. Ciclo longo:

É o ciclo biogeoquímico em que a água interage com os seres vivos. Quando a água é extraída por um raiz de um vegetal ou bebida por um animal, por exemplo, ela só evaporará depois que for expelida do corpo do ser vivo, transpiração, por suor, ou urina por exemplo, então a água termina seu ciclo, evaporando e retornando ao seu estado inicial. 

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

O trajeto das substâncias do ambiente abiótico para o mundo dos seres vivos e o seu retorno ao mundo abiótico completam o que chamamos de ciclo biogeoquímico. A água, o carbono, o oxigênio, o nitrogênio, o fósforo, o cálcio, entre outros elementos, percorrem ciclos biogeoquímicos.

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Grupo: Heterozygoats

Alunos: Artur N. P. Lopes, Gustavo Lunardi De Bona, Geovani da Silva Júnior, Jessé Westphal Schwambach, Kauan Campana e Wélliton Wilvert

Disciplina: Biologia

Professor: Gustavo