Ciclos biogeoquímicos y biodiversidad: carbono, fósforo y nitrógeno en la biosfera
Ciclo del carbono
El ciclo del carbono puede diferenciarse en dos fases: fase biológica, en la que los seres vivos controlan los intercambios de C con la atmósfera e hidrosfera mediante la fotosíntesis y la respiración; y fase geoquímica, en la que se forma el resto del ciclo sin la participación de los seres vivos.
Por cada unidad de CO2 atmosférico hay 3 en forma de biomasa, 10 de combustibles fósiles y 50 en los océanos. En la atmósfera el C se encuentra en forma de CO2, CH4 y CO.
Retirada del carbono
El C es retirado por la fotosíntesis, tanto en el medio terrestre como en el acuático, e incorpora el C a la biosfera, pasando a los herbívoros, carnívoros, etc. Los restos se entierran en la litosfera y en cuencas anaerobias. La materia orgánica procedente de restos vegetales y del plancton formará carbón y petróleo, que retienen el C actuando como sumideros.
Disolución del CO2
El CO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia y en el mar. El CO2 disuelto en el agua de lluvia forma H2CO3, que ataca a las rocas carbonatadas y silicatadas de la superficie, formando bicarbonato, calcio y sílice. Los ríos transportan estas partículas hasta el mar, donde los animales las transforman en CaCO3. En este proceso se recupera el CO2 inicial, que vuelve a la atmósfera.
El CO2 también pasa directamente en forma gaseosa, por difusión, desde la atmósfera al agua de los océanos.
Retorno a la atmósfera
El C puede pasar de nuevo a la atmósfera, cerrando el ciclo por: erupciones volcánicas, incendios, respiración de los seres vivos, descomposición bacteriana anaerobia de la materia orgánica, difusión a partir del CO2 gaseoso del agua marina y la quema de combustibles fósiles para producir energía.
Ciclo del fósforo
El P se encuentra en forma de fosfato. Este P es transportado en disolución por las aguas corrientes hasta los lagos o el mar. Una parte precipita, mientras que otra parte del P es incorporada por las plantas a través de las raíces, pasando el resto a los niveles tróficos. Los cadáveres, al descomponerse, devuelven el P al suelo o al agua.
Ciclo del nitrógeno
Es un ciclo muy rápido y complejo. El N se encuentra en la atmósfera en forma de N2, que es inerte e inaccesible para la mayoría de los seres vivos, salvo para los organismos fijadores de N, que transforman el N2 atmosférico en NH3, que pasa al agua y al suelo. Los organismos fijadores de N2 son las bacterias Rhizobium y Azotobacter, o algunas algas cianofíceas.
El NH3 procede de erupciones volcánicas y de tormentas eléctricas. El N puede pasar desde la atmósfera a otros compartimentos así:
- La fijación natural del N atmosférico incorpora este elemento al suelo o al agua, pasando posteriormente a los distintos niveles tróficos de la biosfera.
- Los NOx atmosféricos pueden reaccionar con el vapor de agua atmosférico formando HNO3, que cae en forma de lluvia sobre rocas, agua o seres vivos.
- Por fijación industrial del N atmosférico para fabricar NH3 y fertilizantes con nitratos. Posteriormente se utilizan para fertilizar el suelo.
El NH3 procedente de la putrefacción de los seres vivos y de la fijación bacteriana no puede ser utilizado directamente por las plantas. Existen bacterias que transforman el NH3 en nitratos (Nitrosomas) y otras que transforman los nitratos en nitritos (Nitrobacter).
Crisis bióticas y biodiversidad
Principales crisis bióticas
Las principales crisis bióticas fueron las extinciones de finales del Ordovícico, Devónico, Pérmico (la mayor extinción conocida), Triásico y Cretácico.
Actualmente la biodiversidad es máxima, aunque la acción humana está provocando la desaparición rápida de numerosas especies. Se calcula que, siguiendo la tendencia actual, desaparecería la mitad de las especies para 2050, la mayoría de ellas concretas.
Distribución de la biodiversidad
La biodiversidad también varía espacialmente, en relación clara con la latitud: es máxima en zonas intertropicales y mínima en los polos.
Importancia de la biodiversidad
- Valor farmacológico: la mitad de las medicinas utilizadas en el mundo proceden de organismos silvestres.
- Valor agrícola y ganadero: el 90 % de los alimentos que consumimos proceden de plantas que se obtuvieron a partir de especies silvestres, pero solo un mínimo porcentaje se utiliza para el consumo.
- Interés científico y ecológico: cada especie es el resultado de un proceso de evolución y adaptación irrepetible y largo, que nos puede aportar información sobre los procesos naturales.
- Valor recreativo y turístico: los organismos silvestres son fuente de admiración para muchas personas, por lo que se utilizan como atractivo turístico.
- Legado natural para generaciones futuras: un país tiene riquezas económicas, culturales y biológicas que tiene la obligación de proteger para disfrute de las generaciones venideras.