Ciclos de oxigênio, nitrogênio e carbono

Ciclo de oxigênio

O oxigênio é um componente muito importante do ar e é necessário para manter a vida.
O oxigênio participa de muitas reações fundamentais para sustentar a vida, é o aceptor final de elétrons em a cadeia respiratória que é o fornecedor máximo de energia em organismos aeróbicos (são aqueles que consomem oxigênio).

A fotossíntese é o processo fundamental pelo qual as plantas produzem seus próprios alimentos (ou seja, são autótrofas). Para realizar a fotossíntese, os cloroplastos (nas plantas verdes) capturam dióxido de carbono (que contém oxigênio e carbono) do meio ambiente, água e, finalmente, usando enzimas e energia luminosa, produzir: oxigênio e glicose.
O oxigênio produzido na fotossíntese sai na forma de gás e é o que se encontra no ar. É introduzido por todos os organismos aeróbios, onde entra na cadeia respiratória como um aceptor final de elétrons. para formar água que é chamada de água de oxidação e é eliminada pelos seres vivos no suor, na urina, nas lágrimas etc. O dióxido de carbono (que também contém oxigênio), é o produto de reações catabólicas aeróbicas e é expelido por organismos aeróbicos e reciclado pelas plantas da maneira vista acima.

Este oxigênio, que se encontra no ar, também é utilizado pelo homem em suas reações de combustão, que, como visto anteriormente, produz dióxido de carbono que também é reciclado no fotossíntese.

Desta forma, há uma circulação constante de oxigênio e uma espécie de simbiose entre os organismos que respiram oxigênio e as plantas, onde os organismos aeróbios usam o oxigênio das plantas para o seu metabolismo e produzem dióxido de carbono que é usado pelas plantas para produzir oxigênio e nutrientes.

Ciclo de nitrogênio

Processo cíclico natural durante o qual o nitrogênio é incorporado ao solo e se torna parte dos organismos vivos antes de retornar à atmosfera. O nitrogênio, uma parte essencial dos aminoácidos, é um elemento básico da vida. É encontrado em uma proporção de 79% na atmosfera, mas o nitrogênio gasoso deve ser transformado em uma forma quimicamente utilizável antes de ser usado por organismos vivos. Isso é obtido por meio do ciclo do nitrogênio, no qual o nitrogênio gasoso é transformado em amônia ou nitratos. A energia fornecida pelos raios solares e radiação cósmica servem para combinar nitrogênio e oxigênio gasoso em nitratos, que são transportados para a superfície da Terra por chuva. A fixação biológica, responsável pela maior parte do processo de conversão de nitrogênio, é produzida pela ação de bactérias fixadoras de nitrogênio livres, Bactérias simbióticas que vivem nas raízes das plantas (especialmente leguminosas e amieiros), algas verde-azuladas, certos líquenes e epífitas da floresta tropical
O azoto fixado na forma de amônia e nitratos, é absorvido diretamente pelas plantas e incorporado aos seus tecidos na forma de proteínas vegetais. O nitrogênio então sobe na cadeia alimentar das plantas aos herbívoros e daí aos carnívoros. Quando as plantas e os animais morrem, os compostos nitrogenados se decompõem, produzindo amônia, um processo denominado amonificação. Parte dessa amônia é recuperada pelas plantas; o restante se dissolve na água ou permanece no solo, onde os microrganismos o convertem em nitratos ou nitritos em um processo denominado nitrificação. Os nitratos podem ser armazenados em húmus em decomposição ou desaparecer do solo por lixiviação, sendo levados para riachos e lagos. Outra possibilidade é se converter em nitrogênio por desnitrificação e retornar à atmosfera.

Em sistemas naturais, o nitrogênio que é perdido por desnitrificação, lixiviação, erosão e semelhantes é substituído pelo processo de fixação e outras fontes de nitrogênio. A interferência antrópica (humana) no ciclo do nitrogênio pode, no entanto, levar a menos nitrogênio no ciclo ou sobrecarregar o sistema. Por exemplo, o cultivo intensivo, a colheita e a extração de madeira causaram uma diminuição no teor de nitrogênio do solo (alguns dos perdas em territórios agrícolas só podem ser compensadas por meio de fertilizantes artificiais de nitrogênio, que envolvem grande gasto energético). Por outro lado, a lixiviação de nitrogênio de terras cultiváveis ​​excessivamente fertilizadas, derrubada indiscriminada de florestas, dejetos animais e água Os resíduos adicionaram muito nitrogênio aos ecossistemas aquáticos, causando um declínio na qualidade da água e estimulando o crescimento excessivo de algas. Além disso, o dióxido de nitrogênio liberado na atmosfera por escapamentos de automóveis e as usinas termelétricas se decompõem e reagem com outros poluentes atmosféricos, dando origem à poluição fotoquímica.

Ciclo do carbono

Por meio dele, a energia flui pelo ecossistema terrestre. O ciclo básico começa quando as plantas, por meio da fotossíntese, fazem uso do dióxido de carbono (CO₂) presentes na atmosfera ou dissolvidos em água. Parte desse carbono passa a fazer parte dos tecidos vegetais na forma de carboidratos, gorduras e proteínas; o resto é devolvido à atmosfera ou à água por meio da respiração. Assim, o carbono passa para os herbívoros que comem plantas e, portanto, usam, reorganizam e degradam compostos de carbono. Muito disso é lançado na forma de CO₂ pela respiração, como um subproduto do metabolismo, mas parte é armazenada em tecidos animais e passa para carnívoros, que se alimentam de herbívoros. Em última análise, todos os compostos de carbono são decompostos e o carbono é liberado como CO.₂, que é usado novamente pelas plantas.

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