Ciclos Bioquímicos

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O ciclo do oxigênio se dá pelo seu movimento e suas transformações na atmosfera, biosfera e a litosfera. Sua transformação pode se dar de maneira biológica, física, geológica e hidrológica.
Estando presente em diversos componentes químicos essenciais para a manutenção da vida, o oxigênio compõe o gás carbônico (CO2) e a água (H2O), que tornam possível a realização da fotossíntese. Uma parte deste oxigênio fica retido nos seres fotossintetizantes para sua própria manutenção e outra parcela é liberada no ambiente, tornando possível a respiração para os animais. Os seres fotossintetizantes são os principais liberadores de oxigênio em forma de gás para a atmosfera.
Acredita-se que 98% do oxigênio encontrado na atmosfera é proveniente dos fitoplânctons, que são seres microscópicos fotossintetizantes que vivem na coluna d’agua nos oceanos. Por muitos cientistas, esses organismos são considerados algas marinhas e são estudados dentro da botânica.
O oxigênio quando absorvido pelos animais, é utilizado para a respiração celular, em que as glicoses são degradadas liberando energia, água e gás carbônico. A água proveniente deste processo pode ser utilizada no próprio organismos para diversas finalidades ou liberada através das excreções, transpiração e decomposição, enquanto o gás carbônico é liberado durante o processo de respiração e decomposição.
Além dos ciclos biológicos, o oxigênio também pode ser consumido na combustão, no qual não é possível a formação do fogo sem o oxigênio combinado com outra substância. Este processo libera luz e calor.
A camada de ozônio é formada por uma parte do oxigênio contido na atmosfera. Com interferências dos raios solares o gás oxigênio (O2) se transforma em gás ozônio (O3) se aglomerando e formando uma camada. Esta camada interfere na incidência dos raios ultravioletas (UV) na biosfera, funcionando como uma barreira que não deixa a maioria dos raios UV passarem. Tal fenômeno é responsável por uma temperatura amena no planeta. A camada de ozônio está sendo afetada pela liberação de substâncias como os clorofluorcarbonos em decorrência da industrialização, deixando sua espessura mais fina e causando buracos nas regiões polares, facilitando o aquecimento e a penetração de raios UV. O aquecimento provoca o derretimento das geleiras nos pólos, e os raios UV afetam a saúde humana, causando câncer de pele e mutações genéticas.
Em 1987 entrou em vigor o Tratado de Montreal, no qual os países visam a manutenção da camada de ozônio, o que impulsionou estudos para a substituição de agentes nocivos.
Arquivado em: Biologia, Bioquímica
O ciclo do carbono se constitui pela absorção do gás carbônico pelos vegetais no processo de fotossíntese. Metade deste carbono absorvido é liberado para a atmosfera e a outra metade o vegetal utiliza para produzir açúcares (glicoses). Ao ingerir as plantas, os animais ingerem juntamente o carbono para seu organismo, sendo liberado através da respiração ou de sua decomposição. Como alguns fungos e bactérias são responsáveis pela decomposição tanto de animais como a de vegetais, eles ingerem parte deste carbono, liberando-o para a atmosfera e para o solo. Além das bactérias, o processo de queimadas também libera o gás carbônico no solo e na atmosfera. Os vegetais, pelo processo de respiração, também absorvem gás carbônico e liberam oxigênio ao contrário dos animais.
O carbono depositado no solo pode sofrer alterações transformando-se em combustíveis fósseis como o petróleo e o gás natural, além de formar diamantes, grafites e minas de carvão, entre outros. O carbono se transforma em diferentes matérias pela pressão, temperatura e outros elementos químicos aplicados em tempos diferentes.
O ciclo do carbono também se estende aos oceanos, onde ocorre a difusão. Quando a temperatura é baixa, o gás carbônico é capturado pelos oceanos, e quando a temperatura é alta, é liberado pelos oceanos para a atmosfera. No mar, o carbono serve de alimento para os fitoplânctons, podendo ser ingerido por peixes através da alimentação, ou indo para o fundo dos oceanos para sofrerem o processo de decomposição.
Após a revolução industrial houve um crescimento acentuado na utilização de petróleo, gás natural, carvão e das queimadas, no qual propicia uma alta taxa de emissão de dióxido de carbono, fazendo com que os níveis carbono na atmosfera ultrapassem muito além do que o meio ambiente consegue renovar em seu ciclo. Além da alta taxa de emissão, os desmatamentos reduzem os níveis de vegetais que são indispensáveis para o ciclo, alterando o ciclo do carbono, fazendo com que a emissão do carbono seja maior do que sua captura.
O dióxido de carbono e outros gases emitidos pelas indústrias como o metano, contribuem severamente para o efeito estufa, fazendo com que o calor do sol seja retido no planeta, levando ao aquecimento global.
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O ciclo do nitrogênio é um dos mais importantes para a sustentação da vida. Por se tratar de um elemento químico estável, não reage com a maioria dos elementos e não é metabolizado pela maioria dos seres vivos; sua maior parte é encontrada no ar atmosférico, constituindo 78% da atmosfera. O ciclo se dá quando o nitrogênio encontrado na atmosfera em estado gasoso se transforma, beneficiando vegetais, em nitrato e amônia, e beneficiando os animais em aminoácidos.
Inicialmente o nitrogênio sofre um processo de fixação, onde sofre alteração para ser transformado em nitrato e amônia. Tais alterações se dão por fatores biológicos (devido às bactérias e cianobactérias), industriais (com finalidade de fertilizante) e pela energia gerada pelos relâmpagos.
As bactérias fornecem amônia para o solo. Tal amônia se encontra com moléculas de água e passa por um processo de ionização se transformando em amônio.
A amônia também pode chegar ao solo através do processo de decomposição ou Amonificação de matéria orgânica, feito por bactérias e algumas espécies de fungos.
Quando o amônio se encontra com as bactérias nitrificantes, ele é transformado em nitrito que se encontra com outros tipos de bactérias nitrificantes que o transformam em nitrato, posteriormente sofrendo um processo de assimilação, onde uma parte é absorvida por plantas através suas raízes, a outra parte é mantida no solo, estabelecendo uma relação de simbiose. Ao ser consumida por animais a planta leva junto de si o nitrato, que é descartado no ambiente em forma de nitrogênio através de fezes, urina e pela morte com a decomposição dos corpos de plantas e animais.
A parte do nitrato que permaneceu no solo pode ser absorvida por outras plantas ou se encontrar com outro tipo de bactérias chamadas de desnitrificantes, que transformam o nitrato de volta em hidrogênio, que é jogado na atmosfera.
Assim como outros animais, o ser humano tem acesso ao nitrato através da ingestão de vegetais e/ou carnes conforme a cadeia alimentar.
O processo de desnitrificação também produz o óxido nítrico, que ao se encontrar com o oxigênio presente na atmosfera, favorece na produção da chuva ácida. O óxido nitroso em excesso também causa graves problemas ambientais, é um dos principais causadores do efeito estufa. Além de favorecer a chuva ácida e o efeito estufa, o nitrato em contato direto com a água causa a eutrofização, problema ambiental que se dá pelo aumento de nutrientes em rios, lagos e represas, causando um aumento nas populações de algas, dificultando a luz de penetrar na coluna d’água, exterminando algumas espécies de plantas aquáticas. Com finalidades de fertilização agrícola, o ser humano usa exageradamente esse processo de consolidação do nitrogênio no solo.
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