INFLUENCIA

HUMANA EN LOS

ECOSISTEMA

Mg. AMANCIO ROJAS FLORES 1

Los límites de un ecosistema no son muy claros, no existe un

ecosistema que sea totalmente estático.

Ecosistema

Ecosistema se define como la comunidad de organismos

(biocenosis) y su medio (biotopo), que interactúan como unidad

ecológica en un espacio y tiempo determinados.

Biocenosis Biotopo

Biocenosis Biotopo

Comunidad de organismos como

plantas, animales, hongos, etc.

Una comunidad se integra de un

conjunto de poblaciones que

interactúan en un mismo hábitat

Energía solar

Agua

Aire

Sustrato

2 Mg. ARRF

La gran mayoría de los problemas tiene su origen en la

actividad humana. Si queremos conservar la magnitud y belleza

de nuestro planeta, debemos aprender a respetar los

ecosistemas que lo forman.

La Tierra comprende una gran cantidad de ecosistemas que

albergan a su vez a millones de organismos, los cuales

interactúan entre sí y con los elementos físicos que los rodean.

Cuando se observa la imagen de la Tierra desde el espacio, se

valora toda su magnitud y belleza. Pero cuando la estudiamos

más de cerca, se detectan un conjunto de problemas que

afectan el equilibrio y desarrollo de sus ecosistemas.

Existe una relación inherente y compleja entre los componentes

de un ecosistema , ya que se relacionan mutuamente mediante

las corrientes de energía y los ciclos alimentarios

3 Mg. ARRF

Mg. ARRF 4

Todos los organismos utilizan la energía que obtienen de su

alimentación, por medio de la respiración, para realizar sus

funciones vitales (crecimiento, renovación de tejidos,

reproducción, elaboración de sustancias de reserva y

movimiento en algunos organismos).

Flujos de materia y energía

La energía se define como la capacidad que tiene cualquier

agente de realizar un trabajo.

En las cadenas alimentarias se observa cómo pasan la materia

y la energía de un ser vivo a otro; se muestra cómo los seres

vivos dependen unos de otros y se identifican

5 Mg. ARRF

En un ecosistema ocurre el flujo de energía, que corresponde a la

energía que se va transportando desde los organismos fotosintéticos-

productores- hacia los demás organismos.

Mg. ARRF 6

Ciclos biogeoquímicos

Los elementos interconectados de alguna manera afectan el aire,

el agua, el suelo y las formas vivientes en la Tierra, haciendo ya no

un problema local, sino global.

Los impactos ejercidos sobre el ambiente natural se han

acrecentado de manera significativa en las últimas cuatro

décadas.

Los problemas ambientales afectan al planeta entero, como lo

demuestran los cambios atmosféricos y la contaminación en

mares y océanos, así como la pérdida de la biodiversidad.

7 Mg. ARRF

Algunas de las transformaciones que ha sufrido el medio

ambiente son de carácter irreversible; estos efectos adversos

rompen las fronteras, por lo que una problemática ambiental no

se limita a una localidad en particular.

Así, la contaminación ambiental causa desequilibrios en los ciclos naturales,

dando como resultado que las sustancias contaminantes se integren a las

cadenas tróficas, y de esa forma sean llevadas o acumuladas en distintos

lugares donde no son requeridas, de tal forma que un elemento o sustancia,

tóxico o no, puede pasar de un ambiente a otro, de un organismo a otro y

retornar al ambiente o a otro organismo, alterando sin duda el medio ambiente

en general y contribuyendo de manera directa al deterioro de la calidad de vida.

8 Mg. ARRF

Existen biomoléculas formadas por átomos necesarios para

todo ser vivo; a estos elementos se les conoce como

bíoelementos.

Todos los seres vivos estamos constituidos por materia

organizada en distintos niveles de complejidad, desde las

estructuras más simples como el átomo y las moléculas, hasta

los órganos y tejidos.

La unidad fundamental de la materia es el átomo. Cuando dos o

más de ellos se unen, forman una molécula. En el caso de los

organismos vivos, a las moléculas que los constituyen se les

llama biomoléculas. Éstas pueden ser orgánicas, como los

glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, o inorgánicas,

como el agua y las sales minerales.

9 Mg. ARRF

Oligoelementos: constituidos por el hierro (Fe), zinc (Zn), boro

(B), manganeso (Mn), flúor (F), cobre (Cu), cromo (Cr), selenio

(Se), cobalto (Co), molibdeno (Mo) y estaño (Sn).

Los bíoelementos se dividen de la siguiente manera de acuerdo

con su importancia para el funcionamiento de un organismo vivo:

Principales o primarios: llamados así porque los organismos los

necesitan en mayores cantidades para poder subsistir; éstos son

carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (0) y nitrógeno (N).

Secundarios: estos elementos son igualmente importantes,

pero las cantidades requeridas son menores; entre ellos se

encuentran: azufre (S), fósforo (P), magnesio (Mg), calcio (Ca),

sodio (Na), potasio (K) y cloro (Cl).

10 Mg. ARRF

Existe una movilidad como si el viaje fuera en un circuito cerrado

sin salida. La materia viaja por los ecosistemas en forma cíclica,

cumpliendo de esta manera distintas funciones, dependiendo del

lugar donde se encuentre localizada.

Estos elementos son utilizados por los organismos para organizar

sus propias biomoléculas y realizar distintas funciones.

Los organismos obtienen esta materia para el funcionamiento en

su medio, y posteriormente ésta es devuelta al medio ambiente y

puede pasar a otro organismo, es decir, la materia circula por todo

el ambiente.

A este recorrido dinámico se le conoce como ciclo

biogeoquímico.

11 Mg. ARRF

La categoría química, de gran importancia, sucede cuando algún

elemento quimico sufre una transformación o reacción dentro de

las rutas por donde circula.

Los enormes ciclos biogeoquímicos hacen posible que estos

elementos se encuentren disponibles para emplearse una y otra

vez, transformándolos y recirculándolos a través de la atmósfera,

la hidrosfera, litosfera y biosfera.

Los ciclos biogeoquímicos son llamados así por las siguientes

razones y categorías:

La primera categoría es biológica, porque participan diversos

organismos animales, vegetales, y sobre todo

microorganismos.

La segunda categoría es la geológica, donde se incluyen

factores abióticos representados por el suelo, el aire y el agua.

12 Mg. ARRF

Los ciclos biogeoquímicos no ocurren como fenómenos aislados,

sino que tienen una estrecha relación con el ciclo del agua,

indispensable para el intercambio de elementos en la dinámica que

se da en los distintos ciclos con los que se interactúa en la Tierra.

Sin embargo, el ciclo del azufre se considera dentro del tipo

híbrido, puesto que circula en la atmósfera y en el sedimento.

Los ciclos biogeoquímicos pueden dividirse en dos tipos básicos:

13 Mg. ARRF

- los ciclos de nutrientes gaseosos o atmosféricos (ciclo del agua,

ciclo del carbono y ciclo del nitrógeno)

- los ciclos de nutrientes sedimentarios (ciclo del fósforo y ciclo del

azufre).

El movimiento continuo

de agua entre la Tierra y

la atmósfera se conoce

como ciclo hidrológico.

Se produce vapor de

agua por evaporación en

la superficie terrestre y

en las masas de agua, y

por transpiración de los

seres vivos. Este vapor

circula por la atmósfera y

precipita en forma de

lluvia o nieve.

CICLO HIDROLOGICO

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Mg. ARRF 15

El agua tiene una importancia fundamental en el desarrollo de la vida en el

planeta. Cubre el 70% de la superficie, y sus propiedades controlan las

condiciones climáticas que hacen factible la vida. Es uno de los solventes

más poderosos que existen, y es uno de los vehículos de transporte de

materiales más importante, tanto dentro de los seres vivientes, como en el

entorno físico.

Además, el agua posee un alto calor de vaporización (del orden de 2260 (kJ

kg−1)) y calor específico (4,2 (kJ kg-1 K-1)), que la transforman en un vehículo

de transporte de energía de importancia fundamental en el control climático

terrestre.

Las fuerzas gravitacionales y la energía solar constituyen las principales

fuerzas motrices del ciclo hidrológico. La gravedad afecta la circulación de

los ríos y aguas subterráneas, mientras que el resto del ciclo hídrico, es

determinado por la energía solar. La absorción de dicha energía genera

evaporación de las aguas superficiales, tanto continentales como

oceánicas. Además, una pequeña fracción de la energía solar incidente,

genera los vientos y las corrientes, que ayudan a la circulación de la

atmósfera y las masas de agua.

Mg. ARRF 16

La energía absorbida a la forma de calor latente durante la evaporación, es

liberada durante la condensación, por lo que estos flujos hídricos son también

vehículos de transporte de energía desde una región a otra. El efecto neto de

esta transferencia de energía es una reducción de las diferencias de

temperatura entre las diferentes zonas de la Tierra.

Otro efecto adicional del ciclo hidrológico, deriva de la gran capacidad

solvente del agua. La lluvia absorbe aquellos compuestos solubles

presentes en la atmósfera, tales como: O2, N2, CO2 y óxidos de S y N.

Esto último puede incrementar significativamente la acidez de las lluvias.

A su vez, la escorrentía debida a las precipitaciones, disuelve los

compuestos solubles del suelo y las rocas, proceso que es facilitado a

bajo pH. Como resultado de esto, la escorrentía que llega a los ríos, lagos

y mares, es rica en compuestos disueltos, que luego pueden formar

compuestos insolubles, y precipitar o sufrir nuevas transformaciones

químicas.

En cantidades determinadas por la intensidad de la lluvia, así

como por la porosidad, permeabilidad, grosor y humedad previa

del suelo, una parte del agua se vierte directamente en los

riachuelos y arroyos, de donde pasa a los océanos y a las masas

de agua continentales; el resto se infiltra en el suelo.

Una parte del agua infiltrada constituye la humedad del suelo, y

puede evaporarse directamente o penetrar en las raíces de las

plantas para ser transpirada por las hojas. La porción de agua

que supera las fuerzas de cohesión y adhesión del suelo, se filtra

hacia abajo y se acumula en la llamada zona de saturación para

formar un depósito de agua subterránea, cuya superficie se

conoce como nivel freático.

En condiciones normales, el nivel freático crece de forma

intermitente según se va rellenando o recargando, y luego

declina como consecuencia del drenaje continuo en desagües

naturales como son los manantiales.

17 Mg. ARRF

Al llegar a la superficie terrestre, el agua sigue dos trayectorias.

Mg. ARRF 18

Las tablas siguientes muestran las reservas de agua en la Tierra, así como los

flujos anuales más importantes.

TABLA 2.2: RESERVAS DE AGUA

TABLA 2.3: FLUJOS HÍDRICOS

Mg. ARRF 19

Mg. ARRF 20

CICLO DEL OXIGENO

El oxígeno se encuentra presente en todo el ámbito terrestre. Es un

importante componente de la corteza terrestre, donde representa un

28,5% en peso, formando silicatos, carbonatos, fosfatos, sulfatos y óxidos

metálicos, químicamente estables. En el sistema hidrológico forma parte

de la molécula de agua y también está como O2 disuelto. Finalmente, la

atmósfera contiene un 23,2% en peso de oxígeno, principalmente a la

forma de O2.

El O2, tanto atmosférico como disuelto en agua, es altamente reactivo,

participando en los procesos de oxidación asociados a los ciclos

geoquímicos del carbón, hidrógeno, nitrógeno, azufre y fierro.

La mayor parte del O2 es producido por acción de la fotosíntesis que

ocurre en presencia de luz

Mg. ARRF 21

A través de este proceso, las plantas verdes y las algas absorben energía

lumínica y la convierten en energía química, almacenada en los enlaces de los

compuestos orgánicos que se forman.

Adicionalmente, una pequeña cantidad de oxígeno se forma por

fotodisociación del agua en las regiones superiores de la atmósfera, debido a

la acción de los rayos ultravioleta (UV). La radiación UV también está

involucrada en la conversión del O2 a ozono (O3), en la estratósfera.

Por ejemplo, para generar un mol de glucosa mediante fotosíntesis, se

requieren 2880 kJ a 25°C y 1 atm. Las plantas verdes contienen moléculas

de clorofila que son capaces de absorber luz visible, principalmente en el

espectro del rojo y el azul.

El ozono tiene una gran capacidad para absorber la letal radiación UV,

impidiendo que ésta alcance la superficie terrestre.

Mg. ARRF 22

Mg. ARRF 23

El O2 participa en todas las reacciones de oxidación, tanto aquellas que

ocurren por procesos químicos espontáneos, como debido a la acción

respiratoria de los organismos vivientes, por ejemplo:

Existe suficiente evidencia que demuestra que la concentración de O2 en la

atmósfera se ha mantenido constante por millones de años, lo que refleja un

estricto equilibrio entre las tasas de consumo y de formación de O2. Al parecer

existen mecanismos de regulación de acción rápida, que permiten mantener el

nivel de oxígeno a los niveles actuales. Dicho mecanismo de control

retroalimentado, está ligado, probablemente, al ciclo del carbono y a la cantidad

de materia orgánica que es incorporada a los sedimentos oceánicos.

Mg. ARRF 24

CICLO DEL CARBONO

El 99% del carbono del planeta se encuentra presente en las rocas en la

forma de carbonato (normalmente, como CaCO3) o como carbono orgánico

disperso. El 1% restante se encuentra presente en: la atmósfera, los seres

vivos, los combustibles fósiles y compuestos orgánicos e inorgánicos

disueltos en agua. Los organismos vivientes están compuestos

principalmente de agua y de una amplia gama de compuestos orgánicos.

El carbono acompaña estrechamente al ciclo del oxígeno en los procesos

fotosintéticos y en los procesos de oxidación de materia orgánica, ya sea por

la combustión o por actividad biológica.

El CO2 generado por la oxidación de compuestos orgánicos se disuelve

fácilmente en agua. Más del 98% del CO2 se encuentra disuelto en los

océanos (como HCO3 - y CO3

=, mientras que el 2% restante se mantiene en

la atmósfera, donde a fines del siglo XX alcanzaba una concentración del

orden de 350 ppm (mostrando un significativo incremento en los dos últimos

siglos):

Mg. ARRF 25

La proporción en que se encuentran estos compuestos depende

fundamentalmente del pH de la solución. La mayoría de los océanos tiene un

pH entre 8 y 8,3, y en promedio, cerca de 13% de la mezcla está como CO3 en

las capas oceánicas superficiales, existe una gran actividad fotosintética, con un

alto consumo de CO2, por lo que la reacción tiende a desplazarse hacia la

izquierda para restaurar el equilibrio químico.

Por otra parte, en las profundidades marinas, existe una producción neta de

CO2 debido a la actividad respiratoria y a los procesos de oxidación de la

materia orgánica muerta. Bajo estas condiciones, la reacción se mueve hacia la

derecha, incrementando la concentración de CO3 Si el incremento de

concentración del ion carbonato es significativo, y se excede el producto de

solubilidad del CaCO3 (KPS= 4,47 10−8 M-1), se producirá una mayor

precipitación de CaCO3, principal constituyente de las conchas marinas.

La actividad fotosintética mantiene un fino balance en el ciclo del carbono y del

oxígeno. A través de la fotosíntesis se forman los compuestos orgánicos,

utilizando CO2 como fuente de carbono. Los productores primarios en el océano

son las algas unicelulares a la deriva (llamadas fitoplancton), las que sirven de

alimento al zooplancton.

Mg. ARRF 26

A su vez, ambos son el alimento de los organismos acuáticos superiores

(necton y bentos). Así, el carbono se mueve continuamente desde la

atmósfera hacia la cadena alimenticia, a través de la fotosíntesis, retornando

a la atmósfera durante la respiración y oxidación de la materia orgánica

muerta. Una pequeña parte de la materia orgánica se deposita en los

sedimentos, junto con los carbonatos insolubles.

Las principales reservas de carbono y los flujos del ciclo se presentan en la

Tabla siguiente:

TABLA 2.4: RESERVAS DE CARBONO

En última instancia, todos los compuestos del carbono se

degradan por descomposición, y el carbono es liberado en forma

de CO2, que es utilizado de nuevo por las plantas.

El ciclo básico comienza cuando las plantas, a través de la

fotosíntesis, hacen uso del dióxido de carbono (CO2) presente en la

atmósfera o disuelto en el agua.

Parte de este carbono pasa a formar parte de los tejidos vegetales

en forma de hidratos de carbono, grasas y proteínas; el resto es

devuelto a la atmósfera o al agua mediante la respiración.

Así, el carbono pasa a los herbívoros que comen las plantas y de

ese modo utilizan, reorganizan y degradan los compuestos de

carbono.

Gran parte de éste es liberado en forma de CO2 por la respiración,

como producto secundario del metabolismo, pero parte se almacena

en los tejidos animales y pasa a los carnívoros, que se alimentan de

los herbívoros.

27 Mg. ARRF

Mg. ARRF 28

TABLA 2.5: FLUJOS DE CARBONO

29 Mg. ARRF

CICLO DEL NITROGENO

Ciclo del nitrógeno, proceso cíclico natural en el curso del cual el

nitrógeno se incorpora al suelo y pasa a formar parte de los

organismos vivos antes de regresar a la atmósfera.

El nitrógeno, una parte esencial de los aminoácidos, es un

elemento básico de la vida.

Se encuentra en una proporción del 79% en la atmósfera, pero el

nitrógeno gaseoso debe ser transformado en una forma

químicamente utilizable antes de poder ser usado por los

organismos vivos.

Esto se logra a través del ciclo del nitrógeno, en el que el nitrógeno

gaseoso es transformado en amoníaco o nitratos.

30 Mg. ARRF

Mg. ARRF 31

El N2 atmosférico es transformado en N3 a través de la acción de

microorganismos existentes tanto en el agua como en el suelo, en un proceso

denominado fijación del nitrógeno. Existe una abundante comunidad de

microorganismos capaces de fijar el N2, .

En presencia de oxígeno, un amplio grupo de procariotas que habitan en el

suelo y las aguas dulces y marinas, obtienen su energía oxidando el NH4

(amonio) a través del proceso de nitrificación, produciendo nitrito y nitrato. El

nitrato también es asimilado fácilmente por las plantas que lo vuelven a

reducir a N-3

Muchos microorganismos poseen la capacidad de reducir los óxidos de N en

condiciones anóxicas, donde dichos compuestos sustituyen al O2 como

aceptor terminal de electrones en la cadena respiratoria. Si la reducción

continúa hasta la generación de gases de N2 y N2O, el proceso se denomina

desnitrificación.

La energía aportada por los rayos solares y la radiación cósmica

sirven para combinar el nitrógeno y el oxígeno gaseosos en

nitratos, que son arrastrados a la superficie terrestre por las

precipitaciones.

La fijación biológica , responsable de la mayor parte del proceso de

conversión del nitrógeno, se produce por la acción de bacterias

libres fijadoras del nitrógeno, bacterias simbióticas que viven en las

raíces de las plantas (sobre todo leguminosas y alisos),

cianobacterias, ciertos líquenes y epifitas de los bosques tropicales.

El nitrógeno fijado en forma de amoníaco y nitratos es absorbido

directamente por las plantas e incorporado a sus tejidos en forma

de proteínas vegetales.

32 Mg. ARRF

Después, el nitrógeno recorre la cadena alimentaria desde las

plantas a los herbívoros, y de estos a los carnívoros .

Los nitratos pueden almacenarse en el humus en descomposición o

desaparecer del suelo por lixiviación, siendo arrastrado a los arroyos

y los lagos. Otra posibilidad es convertirse en nitrógeno mediante la

desnitrificación y volver a la atmósfera.

Cuando las plantas y los animales mueren, los compuestos

nitrogenados se descomponen produciendo amoníaco, un proceso

llamado amonificación. Parte de este amoníaco es recuperado por las

plantas; el resto se disuelve en el agua o permanece en el suelo,

donde los microorganismos lo convierten en nitratos o nitritos en un

proceso llamado nitrificación.

33 Mg. ARRF

Además de estos procesos biológicos, el nitrógeno participa en reacciones

químicas espontáneas que tienen lugar, principalmente, en la atmósfera.

Aparte del N2O suministrado a la atmósfera por las reacciones de

desnitrificación y la combustión de materia orgánica nitrogenada, otros óxidos

se generan por oxidación directa del N2 a altas temperaturas (por ejemplo,

debido a los relámpagos o durante la combustión de combustibles fósiles):

Mg. ARRF 34

El N2O es el más estable de los óxidos de nitrógeno y logra llegar a la

estratósfera. Allí, la alta radiación UV es capaz de fotolizar dicha molécula y

alrededor del 95% se transforma en N2, mientras que el 5% pasa a NO. Este

proceso ocurre a alturas superiores a 20 km. y las principales reacciones se

pueden sintetizar:

El NO estratosférico es importante, ya que cataliza la descomposición del

ozono en la alta estratósfera.

La interferencia antrópica (humana) en el ciclo del nitrógeno puede,

no obstante, hacer que haya menos nitrógeno en el ciclo, o que se

produzca una sobrecarga en el sistema.

Por ejemplo, los cultivos intensivos, su recogida y la tala de bosques

han causado un descenso del contenido de nitrógeno en el suelo

(algunas de las pérdidas en los territorios agrícolas sólo pueden

restituirse por medio de fertilizantes nitrogenados artificiales, que

suponen un gran gasto energético).

35 Mg. ARRF

Por otra parte, la lixiviación del nitrógeno de las tierras de cultivo

demasiado fertilizadas, la tala indiscriminada de bosques, los

residuos animales y las aguas residuales han añadido demasiado

nitrógeno a los ecosistemas acuáticos, produciendo un descenso en

la calidad del agua y estimulando un crecimiento excesivo de las

algas.

Además, el dióxido de nitrógeno vertido en la atmósfera por los

escapes de los automóviles y las centrales térmicas se descompone

y reacciona con otros contaminantes atmosféricos dando origen al

smog fotoquímico.

36 Mg. ARRF

Finalmente, los óxidos gaseosos de nitrógeno, llamados comúnmente NOX,

sufren oxidación a nitrato, el cual es absorbido por el agua y cae a la

superficie con la lluvia, reduciendo su pH.

Las principales reservas y flujos del ciclo de nitrógeno se muestran en las

Tablas siguientes:

TABLA 2.6: RESERVAS DE NITRÓGENO

Mg. ARRF 37

TABLA 2.7: FLUJOS DE NITRÓGENO

38 Mg. ARRF

Ciclo del fósforo, circulación a través de los ecosistemas, del

fósforo, un elemento esencial para la célula, ya que forma parte

de los ácidos nucleicos, de moléculas que almacenan energía

química como el ATP, y de moléculas como los fosfolípidos que

forman las membranas celulares.

CICLO DEL FOSFORO

El fósforo se encuentra en la naturaleza principalmente en forma

de rocas fosfáticas y apatito. A partir de estas rocas, y debido a

procesos de meteorización, el fósforo se transforma en ion

fosfato y queda disponible para que pueda ser absorbido por los

vegetales.

A partir de las plantas, el fósforo pasa a los animales, volviendo

de nuevo al medio tras la muerte de éstos y de los vegetales, así

como por la eliminación continua de fosfatos en los

excrementos.

39 Mg. ARRF

Pero no todo el fósforo que es arrastrado hasta el mar queda

inmovilizado, ya que parte es absorbido por el fitoplancton,

pasando a través de la cadena alimentaria hasta los peces,

que posteriormente son ingeridos por los seres humanos o

constituyen la fuente de alimento de numerosas aves.

Un caso especial lo constituyen los excrementos de las aves,

que en zonas donde son particularmente abundantes forman

auténticos “yacimientos” de fósforo, conocidos como guano.

El fósforo proveniente de las rocas puede ser también

arrastrado por las aguas, llegando a los océanos. Parte de este

fósforo puede sedimentar en el fondo del mar formando

grandes acúmulos que, en muchos casos, constituyen reservas

que resultan inaccesibles, ya que tardarán millones de años en

volver a emerger y liberar estas sales de fósforo, generalmente

gracias a movimientos orogénicos.

40 Mg. ARRF

Mg. ARRF 41

Los compuestos de fósforo presentan, en general, baja solubilidad y

volatilidad. La mayor reserva de fósforo se encuentra en las rocas y otros

depósitos formados durante millones de años de evolución geológica. Dichos

depósitos se han ido erosionando en forma gradual, liberando compuestos de

fósforo, principalmente ortofosfatos (PO4-3), hacia los ecosistemas. Una gran

fracción de estos flujos de fosfato es lixiviada al mar, donde eventualmente se

deposita en los sedimentos.

Entre los compuestos inorgánicos típicos se encuentran: Ca3 (PO4 )2 , Al PO4 ,

Fe PO4 . Las reservas y flujos de fósforo en la naturaleza se presentan en las

Tablas siguientes:

TABLA 2.8: RESERVAS DE FÓSFORO

Mg. ARRF 42

TABLA 2.9: FLUJOS DE FÓSFORO

En los lagos, los niveles de nitrato y de fosfato son bajos, constituyéndose en

los nutrientes limitantes para el crecimiento de las algas fotosintéticas. Se

requiere 1 átomo de fósforo por cada 12-20 átomos de nitrógeno, para

sostener una actividad biológica balanceada. Las fuentes antrópicas de P

provienen de los vertidos de efluentes domésticos e industriales. En particular,

los altos consumos de detergentes fosfatados pueden generar eutrofización

en aquellos cuerpos de agua donde el fósforo es el reactivo limitante.

Mg. ARRF 43

Las bacterias reductoras de sulfato realizan esta transformación en

un medio anaerobio. En los lugares donde ocurre este proceso

aparecen sedimentos y fangos de color negro, debido al sulfuro de

hidrógeno, que les confiere ese color.

CICLO DEL AZUFRE

Ciclo del azufre, circuito que recorre el azufre a través de los

ecosistemas, desde el medio físico a los organismos y de éstos, de

nuevo, al medio natural.

El azufre del planeta se encuentra en forma de minerales, tanto de

sulfato (sobre todo yeso y sulfato cálcico) como de sulfuro

(especialmente pirita y sulfuro de hierro); sin embargo, el principal

reservorio de azufre de la biosfera lo constituye el mar (en forma de

sulfato inorgánico).

El sulfato puede ser metabolizado por las plantas superiores y por

microorganismos, en lo que se denomina reducción asimiladora de

los sulfatos. Bacterias, levaduras, hongos y algas son capaces de

utilizar los sulfatos como fuente de azufre, y producir sulfuro de

hidrógeno (H2S).

44 Mg. ARRF

Por otra parte, la reducción no asimiladora del sulfato es un proceso

de transformación de éste a iones sulfuro, cuya finalidad es el

suministro de energía a las células; es llevada a cabo por ciertas

bacterias anaerobias, por ejemplo del género Desulfovibrio.

Las plantas superiores absorben sulfatos por las raíces,

incorporándolos directamente en los compuestos orgánicos o

manteniéndolo en forma libre como ión, interviniendo en la

regulación osmótica celular.

Las plantas también pueden oxidar y reducir los sulfatos para

incorporar el azufre a otros compuestos orgánicos (aminoácidos

como la cisteína o la metionina).

Así mismo, las plantas superiores absorben por las hojas el SO2

atmosférico que proviene de las emisiones, de origen antrópico, de

óxidos de azufre procedentes de procesos de combustión y, en

menor medida, de procesos naturales a través de la emisión de

diversos gases sulfurados por volcanes, géiseres y fumarolas.

45 Mg. ARRF

Los compuestos orgánicos generados (algunos esenciales para los

animales como la metionina) pasan a los animales a través de la

cadena alimentaria, ya que no pueden ser sintetizados por ellos

mismos.

Continuando el ciclo, los procesos de descomposición de animales y

plantas por parte de los microorganismos generan sulfuro de

hidrógeno. Éste puede ser oxidado por bacterias oxidadoras de

sulfuro, catalizando su oxidación a azufre elemental, inorgánico, tanto

en medios aerobios como anaerobios.

Pero también el sulfuro puede ser transformado por la acción

microbiana en dimetilsulfuro, que se difunde a la atmósfera.

46 Mg. ARRF

Por último, la oxidación de azufre elemental también puede ser

realizada por bacterias oxidadoras del azufre, sobre todo del género

Thiobacillus, originando iones sulfato e hidrógeno, cerrando así el

ciclo.

La fase sedimentaria del ciclo, correspondiente a la precipitación del

azufre, puede producirse bajo condiciones anaerobias y en presencia

de hierro, a partir de sulfuro de hidrógeno, produciéndose una

acumulación lenta y continua en los sedimentos profundos, originando

sulfuros metálicos y carbones.

El azufre también puede precipitar bajo condiciones aerobias pasando

a formar parte de las denominadas rocas salinas o evaporitas, en

forma de sulfato sódico.

47 Mg. ARRF

El principal compuesto de azufre en la atmósfera es el SO2 , proveniente de

fuentes naturales y antrópicas. El dióxido de azufre es generado

naturalmente durante las erupciones volcánicas y durante la combustión

espontánea de biomasa forestal. Las principales fuentes antrópicas son los

procesos de combustión de combustibles fósiles y la refinación de minerales

sulfurados. Ello constituye un flujo que permite reciclar el azufre desde las

profundidades de la tierra a la atmósfera y su eventual depositación como

sulfato.

Mg. ARRF 48

TABLA 2.10: RESERVAS DE AZUFRE

TABLA 2.11: FLUJO DE AZUFRE

Mg. ARRF 49

Mg. ARRF 50

22 de abril “día de la tierra”

25 de abril “día mundial de la vida sin ruido”

19 de abril Día Mundial de la Bicicleta