CICLOS BIOGEOQUÍMICOS

Prévia do material em texto

CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
Prof.ª Luiza Magalhães
1º ano EM
FLUXO DE MATÉRIA
A matéria existente no planeta é formada pelos elementos químicos, que mantem um fluxo cíclico.
Os seres vivos mantém seus estoques, adquirindo novos elementos pela nutrição e liberando outros para o ambiente através da respiração, excreção e fezes. Quando mortos, esses elementos retornam o ambiente pelos decompositores e podem ser reaproveitados por outros organismos.
Esse movimento dos elementos químicos entre os fatores bióticos e abióticos é denominado de ciclo biogeoquímicos. Os quatros elementos mais abundante nos seres vivos são:
Hidrogênio;
Oxigênio;
Carbono;
Nitrogênio.
CICLO DA ÁGUA
A água H2O é a molécula mais abundante nos seres vivos, apresentando diversas funções.
Pode ser encontrada nos três estados físicos: líquidos (oceanos, aquíferos, rios e lagos), gasoso (atmosfera) e sólido (geleiras).
CICLO CURTO DA ÁGUA
O ciclo da água sem a participação dos seres vivos, é chamado de ciclo curto da água.
Durante a condensação, as partículas de água na atmosfera resfriam e se juntam, formando as nuvens;
Nuvens carregadas de água, ocorre precipitação;
Na superfície da terra a água pode sofrer infiltração, enchendo lençóis freáticos ou resultando em imensos reservatórios de água, os aquíferos, fenômeno conhecido como percolação. Podendo também se acumular em outros corpos d’água, como oceanos, rios e lagos;
Evaporação ocorre quando a água evapora, retornando ao estado gasoso, permanecendo novamente na atmosfera.
CICLO LONGO DA ÁGUA
Após chegar na superfície da terra, a água pode ser consumida pelos organismos, seja absorvida pelas raízes das plantas ou ingerida por animais. Pode retornar à atmosfera pelo processo de transpiração.
As plantas se destacam nesse processo, absorvendo água do solo pelas raízes e ainda no interior das folhas ocorre a transformação para estado gasoso, sendo liberada na atmosfera através dos estômatos, também podemos chamar esse fenômeno de evapotranspiração vegetal.
As moléculas liberadas pelos vegetais contribuem para a concentração de água na atmosfera, aumentam a incidência de chuvas em determinadas regiões e além disso, protegem o solo da erosão e viabilizam maior infiltração de água nos ecossistemas.
CICLO DO CARBONO
Maiores reservatórios são rochas sedimentares, sedimentos marinhos, águas oceânicas, além de encontrar nos combustíveis fósseis e biomassa de todos os seres vivos.
Forma os esqueletos das moléculas orgânicas, e é um dos elementos mais abundante nos seres vivos.
Um dos processos fundamentais desse ciclo é a fixação do carbono ou sequestro de carbono, ocorre quando organismos autótrofos utilizam o CO2 atmosférico para produção de moléculas orgânicas, onde é fixado no esqueleto de diversos compostos orgânicos gerados pelos produtores.
CICLO DO CARBONO
Fixação do carbono acontece principalmente, na fotossíntese que utiliza gás carbônico, água e energia luminosa. Ocorre também na quimiossíntese, que utiliza a energia liberada em reações químicas para a produção de moléculas orgânicas.
Parte da matéria orgânica gerada é usada na construção dos tecidos corporais, integrando a biomassa dos organismos. A maior parte é utilizada na respiração celular para produção de energia.
Os organismos heterótrofos não usam o carbono do gás carbônico atmosférico e precisam obtê-lo por meio da nutrição. Parte do carbono ingerido é utilizado na construção de tecidos corporais, que ficará disponível para eventuais predadores, e o restante é eliminado nas fezes e em grande proporção, devolvida para a atmosfera na forma de gás carbônico produzido na respiração celular.
Quando mortos, os decompositores incorporam o carbono a compostos orgânicos específicos, e a maioria é expelida para atmosfera como gás carbônico.
A combustão é um processo que compõe o ciclo do carbono, quando matéria orgânica ou combustíveis são queimados, gerando o gás carbônico. O uso de combustíveis fósseis se tornou a principal causa da liberação do gás carbônico, ocasionando o aumento da concentração na atmosfera. Nos dias atuais, esse aumento rápido intensificou o efeito estufa, provocando o aquecimento global.
Uma alternativa aos combustíveis fósseis são os biocombustíveis, produzidos com a biomassa dos organismos atuais.
CICLO DO NITROGÊNIO
Principal reservatório de nitrogênio é a atmosfera, que é composta de 79% de gás nitrogênio (N2), também encontrado no solo, nos sedimentos de lagos, rios e oceanos, além também, na biomassa dos seres vivos. 
Compõe os aminoácidos, blocos construtores de proteínas e de nucleotídeos, blocos de construção dos ácidos nucleicos.
CICLO DO NITROGÊNIO
Os vegetais conseguem aproveitar o nitrogênio presente no solo, na forma de íons amônio (NH+4) e nitrato (NO-3), absorvidos pelas raízes e utilizados no metabolismo vegetal.
Os animais conseguem nitrogênio apenas na forma orgânica por meio da nutrição, ao realizar a digestão conseguem absorver monômeros nitrogenados, como aminoácidos. Parte é devolvida ao ambienta pela excreção, processo em que resíduos nitrogenados como a amônia, ureia ou acido úrico são eliminados.
Envolve a participação de diversos procariontes que contribuem para a circulação desse elemento. Os principais processos são:
Fixação;
Amonificação;
Nitrificação;
Desnitrificação.
FIXAÇÃO BIOLÓGICA DO NITROGÊNIO
O nitrogênio gasoso (N2), para ser fixado precisa estar em uma forma não gasosa. E a primeira etapa do ciclo é a fixação, que ocorre com a ação de bactérias fixadoras livres no solo, ou que estão em mutualismo nas raízes de leguminosas, como as bactérias rhizobium, que produzem a nitrogenase capaz de acelerar a quebra das ligações desse gás, que é transformado em amônia.
Há também a fixação atmosférica, onde os relâmpagos são as principais fontes de energia para a produção de nitrato (NO-3) com base em nitrogênio atmosférico (N2).
AMONIFICAÇÃO
Os compostos orgânicos nitrogenados dos cadáveres, as excretas nitrogenadas dos seres vivos e as fezes dos animais são transformados em amônia (NH3). Parte dessa amônia pode se unir com íons de hidrogênio (H+) formando íon amônio (NH+4) que pode ser absorvido pelas raízes vegetais. Porém a maior parte dessa amônia é utilizada pelas bactérias nitrificantes que produzem o íon nitrato (NO-3).
NITRIFICAÇÃO
Processo no qual ocorre a nitrosação e nitratação.
NITROSAÇÃO: Bactérias nitrosas fazem a oxidação da amônia, utilizando O2 e produzem ácido nitroso (HNO2), que se ioniza formando o íon hidrogênio (H+) e o íon nitrito (NO-2). O nitrito produzido pelas bactérias é eliminado no solo e utilizado por outras bactérias.
NITRATAÇÃO: Bactérias nítricas fazem a oxidação do íon nitrito em íon nitrato, liberando energia que as bactérias utilizam na produção de moléculas orgânicas. Os nitratos liberados no solo podem ser absorvidos pelas plantas e utilizados na síntese de moléculas orgânicas, e uma parte será utilizada por bactérias desnitrificantes.
DESNITRIFICAÇÃO
O nitrogênio retorna à atmosfera quando o íon nitrato presente no solo é convertido em nitrogênio gasoso pela ação das bactérias desnitrificantes. Essas bactérias utilizam o nitrato na oxidação de compostos orgânicos para a produção de energia, na ausência de gás oxigênio, realizando a respiração anaeróbica. Durante a reação química complexa, ocorre a produção de gás nitrogênio que é liberado para a atmosfera, fundamental para fechar o ciclo do nitrogênio na natureza. 
CICLO DO OXIGÊNIO
Está presente na atmosfera graças ao processo de fotossíntese, que libera esse gás no ambiente.
O oxigênio atmosférico é fixado, e usado pelos organismos vivos, através da respiração, quando inspiramos esse gás para usá-lo no nosso metabolismo energético.
O oxigênio também pode ser usado na queima de combustíveis, sendo consumido para a produção de energia.