Ciclos_BiogeoquImicos_Prof_Theomaris_1ANO

Ciclos Biogeoquímicos
Os seres vivos são formados, em última análise,
por elementos químicos que se agrupam e
interagem, constituindo a matéria viva. Antes
da existência de qualquer ser vivo, esses seres
vivos já existiam na natureza, sob a forma em
que algum lugar, da mesma maneira que
continuarão existindo após a nossa morte.
Nos processos de formação, desenvolvimento e
manutenção do organismo dos seres vivos,
elementos químicos são obtidos do meio
ambiente primariamente de fontes abióticas
(solo, atmosfera) na forma, por exemplo, de
gases ou sais minerais.
Em algum momento, eles serão devolvidos ao
ambiente externo e poderão ser reciclados,
sendo reutilizados na construção da matéria de
um outro ser vivo qualquer. Vimos que a
reciclagem da matéria na natureza envolve a
participação de seres decompositores.
Elementos químicos e substâncias tendem a
circular na biosfera por vias que abrangem o
meio abiótico e os seres vivos, definindo os
chamados ciclos biogeoquímicos.
Ciclo do Carbono
Presente em todas as estruturas de todas as
moléculas orgânicas, o elemento químico
carbono é essencial para a vida. Ele se
encontra primariamente disponível para a vida
na atmosfera, em forma de gás carbônico, ou
nos ambientes aquáticos, na forma de
carbonatos.
Os seres produtores obtém carbono assimilando
o gás carbônico da atmosfera ou dissolvido na
água. Por meio da fotossíntese, os seres
produtores fixam e transformam o gás
carbônico em matéria orgânica. Já os
consumidores obtêm carbono por intermédio
dos nutrientes orgânicos dos quais se
alimentam. Tanto os produtores como os
consumidores, porém, perdem carbono da
mesma forma, por meio:
• da respiração – que libera CO2 para o
ambiente;
• Da cadeia alimentar – ao servir de nutriente
para um organismo qualquer;
• Do fornecimento de material que fará parte da
constituição do humo (detrito orgânico), pela
morte do organismo ou liberação de parte dele
(pelos, penas, pele, folhas, frutos, etc.).
No caso dos animais, há eliminação de carbono
também por meio da excreção e de resíduos
digestórios.
Os decompositores atuam sobre os detritos
orgânicos liberando gás carbônico, que retorna
à atmosfera e se reintegra ao seu reservatório
natural.
Assim, o elemento químico carbono penetra no
mundo vivo na forma de gás carbônico
atmosférico ou dissolvido na água, pela
fotossíntese. Esse elemento químico pode
então ser devolvido ao ambiente também na
forma de gás carbônico e essa devolução é
processada basicamente por intermédio da:
• Respiração dos seres vivos em geral;
• Decomposição de materiais orgânicos pela
ação de bactérias e fungos;
• Combustão de materiais orgânicos, como
carvão, petróleo e derivados, madeira e papel,
entre outros exemplos.
As queimadas e os desmatamentos de florestas,
a excessiva utilização dos combustíveis fósseis
representados pelo carvão e pelo petróleo e
derivados e o envenenamento dos mares
constituem exemplos de atividades humanas
que vem promovendo um considerável
desequilíbrio no ciclo do carbono na natureza.
O efeito estufa é um fenômeno natural, que
contribui para a manutenção de uma
temperatura média na Terra ao redor de 15º
C. Mas, especialmente na últimas décadas,
a taxa de gás carbônico na atmosfera tem
aumentado de maneira preocupante,
principalmente em consequência da
combustão do carvão e do petróleo e de
seus derivados. Em 1850, a concentração de
gás carbônico na atmosfera era
aproximadamente 265 ppmv (parte pro
milhão por volume); nos dias atuais, estimase que essa concentração está próxima de
400 ppmv. Por isso, a temperatura na Terra
está se elevando a cada ano.
Alguns pesquisadores supõem que as
consequências da intensificação do efeito
estufa poderá desencadear um degelo
parcial das calotas polares, provocando
uma elevação no nível dos mares, com a
consequente invasão de faixas litorâneas
pelas águas. Esse fato acarretaria
inundações generalizadas, erosão litorânea,
colapso das estruturas costeiras e elevação
dos lençóis freáticos, entre outros
desequilíbrios.
As chuvas também serão de forma
diferenciadas, ocasionando verões mais
secos e mais prolongados e outros locais
com intensas chuvas e alagamentos.
PROTOCOLO DE KYOTO
Firmado em 1997, constitui um compromisso
em que os países desenvolvidos se
comprometem a reduzir, em 5% de sua
eliminação de gases-estufas na atmosfera até
2012. A redução foi baseada nos níveis
emitidos desses gases em 1990.
No dia 06 de fevereiro de 2005, o Protocolo de
Kyoto entrou em vigor.
Segundo alguns especialistas, o Protocolo tem
suas limitações. Uma delas é a ausência dos
Estados Unidos entre os países signatários.
Ele é o responsável pelo maior índice de
emissão de gás carbônico, algo em torno de
25%.
O Brasil está em 17º lugar.
Ciclo do Nitrogênio
É um elemento químico que participa da
constituição de ácidos nucleicos, proteínas
e clorofilas.
O reservatório natural de nitrogênio é a
atmosfera, onde o gás nitrogênio (N2)
representa cerca de 78% de sua
composição.
Os seres vivos, de fato, não conseguem fixar
o nitrogênio, com raras exceções.
Fixação Biológica do Nitrogênio
Algumas cianobactérias do gênero Nostoc, e
bactérias do gênero Azotobacter e
Clostridium, todas de vida livre. Outras
bactérias, consideradas as mais
importantes fixadoras de N2, vivem
associadas às raízes de leguminosas, como
o feijão, a soja, a ervilha e a alfafa. São as
do gênero Rhizobium, que vivem
normalmente no solo.
Essas bactérias se grudam aos pelos
absorventes das raízes, nesses tecidos, elas
formam nódulos e se desenvolvem, fixando
o N2 atmosférico e transformando-os em
sais nitrogenados, que são em parte
utilizados pelas plantas. Em contrapartida, a
planta fornece às bactérias parte da matéria
orgânica que produz através da
fotossíntese, configurando uma relação de
benefício mútuo denominada
protocooperação.
Nitrificação
Na decomposição a matéria nitrogenada
liberam vários resíduos para o ambiente,
entre eles a amônia (NH3). Combinando-se
com a água do solo, a amônia forma
hidróxido de amônio que ionizando-se,
produz NH+4 (íon amônio) e OH- (hidroxila),
esse processo dá-se o nome de
amonização.
A amônia pode ser aproveitada por certas
bactérias, como as do gênero Nitrosomonas
e Nitrosococcus. Essas bactérias
quimiossintetizantes oxidam amônia, e com
a energia liberada, fabricam compostos
orgânicos a partir de gás carbônico e água,
configurando a quimiossíntese. Parte dos
íons amônio presentes no solo pode ser
absorvida pelas plantas em geral.
A ação conjunta das bactérias nitrosas
(Nitrosomonas e Nitrosococcus) e nítricas
(Nitrobacter) permite a transformação da
amônia em ácido nítrico, ou do íon amônio
em nitrato. Esse processo denomina-se de
nitrificação e as bactérias envolvidas dá-se
o nome de nitrificantes.
A transformação dos nitratos em N2 dá-se o
nome de desnitrificação; as bactérias que
realizam são chamadas de bactérias
desnitrificantes.
Resumo
• Rhizobium: N2
nitrogenados
fixação
sais
• Decompositores: Norgânico
• Nitrosomas: NH+4
• Nitrobacter: NO-2
nitrosação
nitratação
• Desnitrificantes: NO-3
amonização
NH+4
NO-2
NO-3
desnitrificação
N2
Pode-se concluir que os seres produtores
obtêm o elemento químico nitrogênio na
forma de sais nitrogenados absorvidos do
ambiente, como íons amônio, nitritos e
nitratos. Já os seres consumidores, como
os animais, obtêm nitrogênio através das
substâncias orgânicas das quais se nutrem,
como proteínas.
Ciclo do Oxigênio
Gás indispensável à respiração aeróbica, é o
segundo componente mais abundante da
atmosfera, numa proporção de cerca de
21%.
Pode ser consumido na atmosfera através
das seguintes vias:
• atividade respiratória dos seres vivos em
geral;
• combustão;
• degradação, principalmente pela ação dos
raios ultravioleta, com formação de gás
ozônio (O3);
• Combinação com metais do solo
(principalmente o ferro), formando óxido
metálico;
O gás oxigênio já teria provavelmente
desaparecido da atmosfera há muito tempo,
não fosse o contínuo reabastecimento
promovido pela fotossíntese,
principalmente por meio do fitoplâncton
marinho.
Camada de Ozônio
É uma faixa gasosa situada na estratosfera,
entre cerca de 15 e 45 km acima da
superfície terrestre.
Atuando como uma espécie de escudo
protetor, a camada de ozônio é capaz de
filtrar o excesso de radiação ultravioleta que
incide sobre a Terra. No solo, o gás ozônio
representa um sério problema de poluição
do ar, impondo ameaças à saúde humana e
danificando árvores, plantações e
construções.
A destruição da camada de ozônio ocorre
devido a liberação de certos poluentes para
a atmosfera. Entre eles o mais temido é o
CFC ou clorofluorcarbono, também
conhecido como gás freon. É usado nos
produtos de aérossóis, na indústria de
refrigeradores.
O Óxido de nitrogênio, liberado
principalmente por aviões a jato e
automóveis, também exercem efeito
destrutivo sobre a camada de ozônio.
A maior incidência de radiação ultravioleta
sobre a superfície terrestre deverá provocar
um aumento na taxa de mutações nos seres
vivos, com efeitos potencialmente
desastrosos. Também ocorrerá aumento
nos números de casos de câncer de pele.
Também deverá comprometer a
produtividade agrícola e a atividade do
fitoplâncton marinho, com reflexos nas
cadeias alimentares.
Ciclo da Água
A água é a substância mais abundante da
matéria viva e sua reciclagem é fundamental
para a manutenção da vida no planeta.
A água evapora das superfícies aquáticas e
terrestres, passa para a atmosfera e acaba
formando as nuvens. Precipita-se na forma
de chuva, neve ou granizo. No solo, a água
pode atravessar as camadas e atingir um
lençól freático, de onde ela pode chegar a
um rio, riacho, lago ou mar.
Parte da água é absorvida pelas plantas e
estas podem perder água pela transpiração
ou pela cadeia alimentar, quando uma
planta é comida por um consumidor.
Os animais ingerem água diretamente ou
pelos alimentos. A eliminação pode ser pela
urina, fezes, suor e expiração.