Cicles Biogeoquímics Essencials: Carboni, Nitrogen i Fòsfor

Els Cicles Biogeoquímics: Flux de Matèria i Energia

Els cicles biogeoquímics són processos fonamentals que descriuen el moviment de substàncies químiques entre els components biòtics (éssers vius) i abiòtics (atmosfera, hidrosfera, litosfera) de la Terra. Aquests cicles són essencials per al manteniment de la vida i la regulació del clima global. A continuació, explorarem els cicles del carboni, el nitrogen i el fòsfor.

El Cicle del Carboni: La Base de la Vida Orgànica

El carboni és un element crucial per a tots els éssers vius, ja que forma la base de les molècules orgàniques. El seu cicle implica diversos processos clau:

• Els organismes autòtrofs, mitjançant la fotosíntesi, capten el CO₂ atmosfèric o dissolt en l'aigua i el transformen en compostos orgànics.
• A través de l'alimentació, el carboni passa als consumidors.
• Les restes orgàniques de productors i consumidors són processades pels descomponedors.
• Mitjançant la respiració cel·lular, els productors, consumidors i descomponedors utilitzen la matèria orgànica i alliberen CO₂ a l'atmosfera.
• Una part de les restes orgàniques dels éssers vius pot quedar soterrada, formant dipòsits en terra i sediments marins. Aquests, amb el temps, es transformen en combustibles fòssils. La crema de biomassa vegetal i de combustibles fòssils allibera CO₂ a l'atmosfera.
• Alguns animals marins utilitzen el CO₂ dissolt en l'aigua per formar les seves closques i esquelets, que posteriorment es transformen en roques calcàries.
• Les erupcions volcàniques alliberen part del carboni a l'atmosfera en forma de CO₂.

El Cicle del Nitrogen: Essencial per a Proteïnes i Àcids Nucleics

El nitrogen és un component vital de les proteïnes i els àcids nucleics. Tot i ser abundant a l'atmosfera, la majoria dels organismes no el poden utilitzar directament. El seu cicle inclou:

• Alguns bacteris capten el nitrogen atmosfèric (N₂) i el transformen en nitrats, formes assimilables per les plantes.
• Mitjançant la fotosíntesi, les plantes incorporen el nitrogen dissolt i l'usen per formar compostos orgànics.
• A través de l'alimentació, el nitrogen present en els compostos orgànics dels productors passa als consumidors, que l'empren per formar les seves pròpies proteïnes i àcids nucleics, i també com a font d'energia.
• Les restes orgàniques (éssers vius morts, excrements) retornen el nitrogen al medi. Aquí, els bacteris nitrificants del sòl el converteixen de nou en nitrats, fent-lo disponible per als productors.
• El cicle del nitrogen es tanca amb els bacteris desnitrificants, que utilitzen el seu metabolisme per generar N₂ que torna a l'atmosfera.

El Cicle del Fòsfor: Un Element Clau per a l'Energia Cel·lular

El fòsfor és un component essencial de l'ATP (adenosina trifosfat), els àcids nucleics i els fosfolípids de les membranes cel·lulars. A diferència del carboni i el nitrogen, el fòsfor no té una fase gasosa significativa en el seu cicle global:

• El fòsfor es troba principalment en roques sedimentàries d'origen marí. La seva erosió allibera fosfats.
• Els fosfats alliberats en l'aigua poden ser utilitzats per les plantes, que els incorporen a la seva matèria orgànica.
• A través de l'alimentació, el fòsfor passa a la resta de la cadena tròfica.
• Quan moren els productors i consumidors, les seves restes es descomponen i alliberen fosfats al medi, que tornaran a ser utilitzats per les plantes.
• Una part dels fosfats són arrossegats fins al mar. Una part passarà al fitoplàncton i l'altra a les closques i esquelets d'animals aquàtics.
• Les restes es dipositen i passen a formar part dels sediments que originaran noves roques sedimentàries. Aquestes roques poden tornar a la superfície a través de processos geològics, i el fòsfor entrarà de nou en el cicle.