Ciclos biogeoquímicos: agua, carbono y nitrógeno
Recorre cada ciclo paso a paso en su esquema, toca cualquier proceso para ver qué pasa y enciende el impacto humano para ver qué alteramos.
Ciclo del agua
El agua pasa del mar al aire y de vuelta a la tierra, impulsada por la energía del Sol y por la gravedad. No se crea ni se pierde: cambia de estado y de lugar.
Reservorio principal: Los océanos, con el 96.5 % del agua del planeta.
Preguntas tipo examen
Procesos, bacterias, reservorios y el orden de cada ciclo. Se generan solas con los mismos datos del esquema.
Cómo estudiar los ciclos
Los tres se entienden con las mismas cinco preguntas.
- ¿Dónde está guardado casi todo?Ubica el reservorio principal: el océano para el agua, las rocas (y el océano, de lo que circula) para el carbono y la atmósfera para el nitrógeno.
- ¿En qué forma viaja?Sigue al elemento: el agua cambia de estado (líquido, vapor, hielo); el carbono va de CO₂ a glucosa y de regreso; el nitrógeno pasa por N₂, NH₄⁺, NO₂⁻ y NO₃⁻.
- ¿Quién lo mueve?Separa lo físico (Sol, gravedad, rayos) de lo biológico (plantas, animales, bacterias). En el nitrógeno casi todo lo hacen bacterias: apréndete cuál hace qué.
- Busca los pares opuestosEvaporación y precipitación; fotosíntesis y respiración; fijación y desnitrificación. Si te sabes uno, ya tienes la mitad del otro.
- Termina con el impacto humanoCada ciclo tiene su alteración típica de examen: pavimento y acuíferos, combustibles fósiles, fertilizantes y eutrofización.
En la nitrificación, ¿qué organismos transforman el amonio en nitrato y en qué orden?
A) Rhizobium y luego Nitrobacter B) Nitrosomonas y luego Nitrobacter C) Nitrobacter y luego Nitrosomonas D) Pseudomonas y luego Rhizobium
- Escribe la cadena química: NH₄⁺ → NO₂⁻ → NO₃⁻.
- El primer paso (amonio → nitrito) lo hace Nitrosomonas; el segundo (nitrito → nitrato), Nitrobacter.
- Descarta: Rhizobium fija N₂ (no nitrifica) y Pseudomonas desnitrifica (regresa N₂ al aire).
Respuesta: B. Si confundes C con B, piensa en los productos: Nitrosomonas deja nitrito, Nitrobacter lo termina en nitrato.
Los tres ciclos en una tabla
Lo mínimo que tienes que poder decir de cada uno.
| Ciclo | Reservorio principal | Entra a los seres vivos por | Regresa por | Lo altera |
|---|---|---|---|---|
| Agua | Los océanos, con el 96.5 % del agua del planeta. | Las raíces la absorben; los animales la beben y la obtienen de su comida | Transpiración, respiración, excreción y evaporación | Pavimento, tala y sobreexplotación de acuíferos |
| Carbono | Las rocas (como la caliza) guardan casi todo; de lo que circula rápido, el mayor reservorio es el océano. | Fotosíntesis (y después, alimentación) | Respiración, descomposición y combustión | Quema de combustibles fósiles y deforestación |
| Nitrógeno | La atmósfera: el 78 % del aire es N₂. | Fijación por bacterias y asimilación de nitratos por las plantas | Amonificación y desnitrificación (N₂ al aire) | Fertilizantes (eutrofización) y quema de combustibles (lluvia ácida) |
Qué pasa en cada paso
Ciclo del agua
- Evaporación. El calor del Sol convierte en vapor el agua de océanos, lagos y ríos. Así se forma cerca del 90 % del vapor que hay en la atmósfera.
- Transpiración. Las plantas absorben agua por la raíz y la sueltan como vapor por los estomas de sus hojas. Aporta cerca del 10 % del vapor de la atmósfera.
- Condensación. Al subir, el vapor se enfría y se convierte en gotitas diminutas alrededor de partículas de polvo: así se forman las nubes y la niebla.
- Precipitación. Cuando las gotitas de una nube se juntan y pesan demasiado, caen como lluvia, nieve o granizo.
- Escurrimiento. El agua de lluvia que no se infiltra corre sobre el terreno hacia ríos y lagos y, al final, al mar. También se le llama escorrentía.
- Infiltración. Parte del agua de lluvia se mete en el suelo y baja hasta llenar los acuíferos (agua subterránea), que poco a poco la sueltan a manantiales, ríos y al mar.
Ojo: El agua subterránea casi nunca son ríos bajo tierra: llena los poros y grietas de rocas y sedimentos, como el agua en una esponja. Y la transpiración de las plantas también cuenta como salida de vapor, no solo la evaporación.
Ciclo del carbono
- Fotosíntesis. Plantas, algas y cianobacterias toman CO₂ del aire o del agua y, con la energía de la luz, lo convierten en glucosa. Es la gran entrada de carbono a los seres vivos.
- Alimentación. Los animales obtienen su carbono al comer plantas o a otros animales: el carbono avanza por la cadena alimenticia.
- Respiración. Todos los seres vivos, también las plantas, degradan glucosa para obtener energía y sueltan CO₂ al aire.
- Descomposición. Hongos y bacterias degradan restos de plantas y animales y sus desechos. Al respirar, regresan ese carbono al aire como CO₂, o como metano si no hay oxígeno.
- Combustión. Quemar madera o combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) libera en minutos el carbono que tardó millones de años en guardarse.
- Intercambio con el océano. El CO₂ del aire se disuelve en el agua del mar y el océano también lo devuelve. Hoy absorbe más del que suelta: cerca de una cuarta parte del CO₂ que emitimos.
- Sedimentación. Conchas y esqueletos de carbonato de calcio y restos orgánicos se acumulan en el fondo del mar. En millones de años forman rocas calizas y, en ciertas condiciones, combustibles fósiles.
Ojo: Las plantas también respiran, de día y de noche, y sueltan CO₂. De día la fotosíntesis toma más CO₂ del que suelta la respiración; por eso, en el balance, los bosques lo retiran del aire.
Ciclo del nitrógeno
- Fijación biológica. Bacterias como Rhizobium, que viven en nódulos de las raíces de las leguminosas (frijol, haba, alfalfa), rompen el N₂ del aire con la enzima nitrogenasa y lo convierten en amonio. También lo hacen bacterias libres del suelo y cianobacterias.
- Fijación atmosférica. La energía de los rayos rompe el N₂ y lo une con oxígeno. Esos óxidos de nitrógeno se disuelven en la lluvia y llegan al suelo como nitratos. Aporta poco comparado con las bacterias.
- Nitrificación. Bacterias del suelo oxidan el amonio en dos pasos: Nitrosomonas lo convierte en nitrito y Nitrobacter convierte el nitrito en nitrato, la forma que más absorben las plantas.
- Asimilación. Las plantas absorben nitratos y amonio por la raíz y los usan para fabricar proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen ese nitrógeno al comer plantas.
- Amonificación. Bacterias y hongos descomponen restos y desechos, como la urea, y liberan su nitrógeno en forma de amonio (NH₄⁺), que vuelve al suelo.
- Desnitrificación. En suelos sin oxígeno, como los encharcados, bacterias como Pseudomonas usan los nitratos para respirar y los convierten en N₂, que regresa a la atmósfera.
Ojo: Rhizobium no produce nitratos: fija el N₂ como amonio. Los nitratos los forman después las bacterias nitrificantes. Y las plantas no solo absorben nitratos: también toman amonio.
Errores comunes
- Confundir fijación con nitrificaciónLa fijación saca el nitrógeno del aire (N₂ → amonio). La nitrificación trabaja con lo que ya está en el suelo (amonio → nitrato).
- Creer que las plantas usan el N₂ del aireNo pueden: el triple enlace del N₂ solo lo rompen algunas bacterias. Las plantas toman nitratos y amonio del suelo.
- Olvidar que las plantas respiranLas plantas hacen fotosíntesis y también respiración. Si te preguntan qué procesos liberan CO₂, la respiración vegetal cuenta.
- Dejar fuera la transpiraciónEl vapor del aire no sale solo del mar: las plantas aportan cerca del 10 % al sudar agua por sus hojas.
Dudas comunes
¿Para qué sirve ciclos biogeoquímicos?
Cada ciclo paso a paso en un esquema animado, con los procesos que más se preguntan.
¿Cómo la uso?
Mueve los controles y mira cómo cambia la figura: ver el efecto de cada dato ayuda a entender el concepto y no solo a memorizarlo.
¿Es gratis y necesito registrarme?
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