Ciclos biogeoquímicos del fósforo y del azufre: importancia ecológica

Resumen

El texto explica el ciclo del fósforo, un ciclo sedimentario cuyo principal almacén son las rocas fosfatadas y los sedimentos, y su papel como nutriente limitante. También describe el ciclo del azufre, con la hidrosfera como almacén principal, y cómo las actividades humanas alteran ambos ciclos. El estudiante aprenderá las rutas de estos elementos entre seres vivos, suelo, agua y atmósfera.

Puntos clave

El fósforo es un nutriente limitante: su proporción en los organismos suele ser mucho mayor que en el medio.
El principal almacén de fósforo son los sedimentos y las rocas fosfatadas; el ciclo del P es sedimentario.
Los productores incorporan fósforo como fosfato inorgánico (PO43-) para formar ATP, ácidos nucleicos y fosfolípidos.
Los descomponedores mineralizan el fósforo a PO43-, haciéndolo de nuevo accesible a los productores.
El principal almacén de azufre es la hidrosfera, en forma de sulfato (SO42-).
Los volcanes y la quema de combustibles fósiles liberan SO2 y H2S a la atmósfera, que puede formar lluvia ácida.

Ponte a prueba

El Ciclo del Fósforo y Azufre: Importancia Ecológica e Impacto Humano

El fósforo tiene una gran importancia ecológica como nutriente limitante, debido a que la proporción de fósforo presente en los tejidos de los organismos en relación con la de otros elementos químicos suele ser mucho mayor que la que existe en el medio (por eso un aumento de P en medios acuáticos debido a las actividades humanas causa eutrofización). El principal almacén de fósforo son los sedimentos y las rocas fosfatadas (el ciclo del P es un ciclo sedimentario), junto con el depósito de fosfato en esqueletos y caparazones resistentes a la meteorización y los excrementos como el guano producido por la acumulación de heces de aves marinas en los acantilados; estos almacenes producen pérdidas considerables de fósforo para los ecosistemas durante largos períodos de tiempo.

Los productores requieren para su nutrición fósforo en forma de fosfato inorgánico (PO₄^3-) para formar moléculas con P como ATP, ácidos nucleicos y fosfolípidos, las cuales serán transferidas a lo largo de la red trófica de los ecosistemas, hasta llegar a los descomponedores que lo mineralizan a PO₄^3- haciéndolo de nuevo accesible para los productores, completando así el ciclo principal, aunque una parte de este P puede perderse durante largos períodos de tiempo en los almacenes. Los seres humanos mediante la formación y uso de fertilizantes químicos, y el estiércol de la ganadería empleados en la agricultura, incorporan grandes cantidades de este nutriente en los ecosistemas, pudiendo provocar eutrofización en los ecosistemas acuáticos.

El Ciclo del Azufre

El principal almacén es la hidrosfera (incluye agua que toman los vegetales del suelo) en forma de anión sulfato (SO₄^2-) que es absorbido por los productores que lo incorporan en la materia orgánica formando parte de proteínas que pasaran al resto de niveles tróficos hasta llegar a los descomponedores que lo transformarán nuevamente en sulfatos o bien en H₂S en caso de ser en medio anaerobio como en pantanos. Hay bacterias que transforman el H₂S en S y otras oxidan el H₂S en SO₄^2- cerrando el ciclo. El azufre se puede inmovilizar temporalmente en rocas sedimentarias bien como SFe, S₃Fe₂, o bien, los sulfatos se transforman en yeso (sulfato cálcico hidratado) al evaporarse lagos y mares pocos profundos o bien están inmovilizados en combustibles fósiles como carbón y petróleo que llevan mucho azufre. Por otro lado, los volcanes y las actividades humanas (la quema de combustibles fósiles sobre todo que aporta mucho SO₂) liberan a la atmósfera H₂S y SOx (óxidos de azufre en general, aunque principalmente SO₂) que se oxidan dando SO₄^2- e incluso H₂SO₄ (lluvia ácida) que aporta sulfatos de nuevo a la hidrosfera con las precipitaciones.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el fósforo es un nutriente limitante?

Porque la proporción de fósforo en los tejidos de los organismos es mucho mayor que la que existe en el medio. Por ello, un aumento de P en medios acuáticos causa eutrofización cuando procede de actividades humanas.

¿Cuál es el principal almacén del azufre?

Es la hidrosfera, en forma de anión sulfato (SO42-). Los productores lo absorben y lo incorporan a proteínas.

¿Cómo provoca el ser humano alteraciones en estos ciclos?

Con fertilizantes químicos y estiércol en la agricultura, que incorporan grandes cantidades de fósforo a los ecosistemas. En el caso del azufre, la quema de combustibles fósiles libera SO2, que genera lluvia ácida.