O ciclo da
matéria
Como ocorre a
circulação natural da matéria entre os seres vivos e o planeta?
Com a morte dos organismos ou a
perda de partes de seu corpo, a matéria orgânica é degrada, e os átomos que a
constituíram retornam ao ambiente, onde poderão ser incorporados por outros
seres vivos. Uma vez que os átomos dos diversos elementos químicos que faziam
parte de seres vivos voltam ao ambiente não-vivo, fala-se em ciclos
biogeoquímicos ( do grego bios, vida , e geo, Terra), para se ressaltar o fato de
que os elementos químicos circulam entre os seres vivos (biosfera) e o planeta
(atmosfera, hidrosfera e litosfera). Ou seja, os ciclos biogeoquímicos
representam a movimentação natural de elementos químicos no ecossistema entre
os seres vivos e o ambiente.
O fato de o nosso planeta ser
um sistema dinâmico, respondendo ao pressuposto de Lavoisier (na natureza nada
se perde tudo se transforma), o movimento e a estocagem da matéria afeta todos
os processos físicos, químicos e biológicos, propiciando a ciclagem de macro e
micro nutrientes.
Se não houvesse esse
reaproveitamento dos componentes da matéria dos cadáveres, átomos de alguns dos
elementos químicos fundamentais para a constituição de novos seres vivos
poderiam se esgotar. Considerando esse aspecto, a
vida está continuamente sendo
recriada a partir dos mesmos átomos (Amabis e Martho, 2010).
Nos ciclos biogeoquímicos, ou
também chamados ciclos da matéria, a atividade dos decompositores é
fundamental, pois eles degradam os restos de animais, fezes e vegetais e
devolvem ao solo, a água e ao ar os materiais que constituem esses restos e que
poderão ser utilizados novamente (César, Sezar e Caldini, 2010). Entre os
principais ciclos destacam-se: o do átomo da molécula de água (ou ciclo
hidrológico), do carbono, do nitrogênio, do oxigênio, do fósforo, do hidrogênio
e do fósforo. Nesta atividade iremos discutir os quatro primeiro ciclos.
O ciclo da água: é a contínua
circulação da água sobre o nosso planeta.
Confira a seguir as etapas desse processo, vital
para a existência. Este ciclo pode ser considerado sob dois aspectos, o pequeno
ciclo, ou ciclo curto, e o grande ciclo, ou ciclo longo (Figura 1).
·
Pequeno ciclo: ocorre pela lenta
evaporação da água dos mares, rios, lagos e lagoas, formando nuvens. Estas se
condensam, voltando a superfície na forma de chuva, granizo ou neve;
·
Grande ciclo: a
água passa pelo corpo dos seres vivos antes de voltar ao ambiente. A água é
retirada do solo através das raízes das plantas sendo utilizada para a
fotossíntese ou passada para outros animais através da cadeia alimentar. A água
volta à atmosfera através da respiração, transpiração, fezes e urina.
O ciclo do carbono: essencial para a
vida, como a compreendemos hoje, o elemento químico carbono está presente na
estrutura de todas as moléculas orgânicas. O carbono encontra-se primariamente
disponível para a vida na atmosfera, em forma de gás carbônico, ou nos
ambientes aquáticos, na forma de carbonatos.
O seu ciclo se inicia a partir
do momento em que os seres produtores absorvem o gás carbônico da atmosfera e o
utilizam na fotossíntese (ou quimiossíntese no caso de alguns organismos)
incorporando-o às suas moléculas.
Então o carbono passa para o
próximo nível trófico, quando os animais herbívoros (consumidores primários) ingerem as plantas e
absorvem parte do carbono incorporado na forma de açúcares. Dizemos “parte”
porque uma parcela do carbono fotossintetizado pelas plantas será absorvida
pelos organismos decompositores, ou ainda, devolvida diretamente à atmosfera como
no caso de uma queimada. Ao ser ingerido pelos animais herbívoros o carbono
será devolvido à atmosfera através da respiração ou, também, através da
decomposição desses organismos (Paulino, 2009).
Com o aumento dos processos
industriais e o aumento da queima de combustíveis fósseis, como o carvão, a
gasolina e o diesel, têm aumentado de forma vertiginosa o lançamento de dióxido
de carbono na atmosfera (Figura 2), tornando deletério um fenômeno essencial
para a vida na terra: o Efeito Estufa.
Figura 2: O ciclo do carbono
Fonte:
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/bio_ecologia/ecologia29.php
O ciclo do nitrogênio: o nitrogênio é um
elemento químico que participa da construção de ácidos nucleicos, proteínas e
clorofilas, podemos observar desta forma a importância de se estudar esse
ciclo.
Apesar das moléculas de
nitrogênio (N2) comporem aproximadamente 79% de nossa atmosfera, poucos são os
organismos capazes de assimilá-lo nessa forma. Apenas certas bactérias e algas
cianofíceas podem retirá-lo do ar na forma de N2 e incorporá-lo às suas
moléculas orgânicas. Contudo, a maioria dos organismos não consegue reter e
aproveitar o nitrogênio na forma molecular, obtendo esse nutriente na forma de
íons amônio (NH4+), bem como íons nitrato (NO3-).
Algumas bactérias nitrificantes na superfície do solo
realizam a conversão do nitrogênio, transformam a amônia em nitratos,
disponibilizando esse elemento diretamente às plantas e indiretamente aos
animais, através das relações tróficas: produtor e consumidor.
Outras bactérias também
fixadoras de nitrogênio gasoso, ao invés de viverem livres no solo, vivem no
interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o
feijão, uma interação harmônica interespecífica chamada de mutualismo. Ao
fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte dele às plantas.
A devolução do nitrogênio à
atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas desnitrificantes. Elas podem
transformar os nitratos do solo em N2, que voltam à atmosfera, fechando o
ciclo.
A figura 3 apresenta um esquema mostrando com mais
detalhes cada etapa do ciclo do nitrogênio:
Figura 3: O ciclo do nitrogênio
O ciclo do oxigênio:
este ciclo consiste na passagem de átomos de oxigênio de compostos inorgânicos
no ambiente para substâncias orgânicas dos seres vivos, e vice-versa. Trata-se
de um ciclo complexo, pois o oxigênio (O) é utilizado e liberado pelos seres
vivos na forma de substâncias diversas, como gás carbônico (CO2), gás oxigênio
(O2) e água (H2O). O principal reservatório de oxigênio para os seres vivos é a
atmosfera, onde esse elemento se encontra na forma de gás oxigênio e gás
carbônico (Amabis e Martho, 2010).
O O2 pode ser consumido da atmosfera através das
seguintes vias: atividade respiratória dos seres vivos em geral; combustão;
degradação, principalmente pela ação de raios ultravioleta, com formação de gás
ozônio (O3) e combinação com metais do solo (principalmente o ferro), formando
óxidos metálicos. Seu contínuo
reabastecimento é promovido pela fotossíntese, principalmente por meio
do fitoplâncton marinho (Paulino, 2009).
A figura a seguir (Figura 4), apresenta um esquema
resumido do ciclo o oxigênio:
Figura 4: O ciclo do oxigênio
Fonte:
http://www.pauloferraz.com.br/trab_ciclo_biogeo.htm
1. (UECE-Adaptada) Sobre o ciclo hidrológico ou
ciclo da água, é correto afirmar que:
(A) o ciclo hidrológico não sofre a ação da
irradiação solar.
(B) a infiltração da água precipitada é maior nas
rochas pouco porosas e impermeáveis.
(C) a biosfera não tem relação com o movimento das
águas do ciclo.
(D) as águas que atingem os lençóis
subterrâneos não integram o movimento do ciclo hidrológico.
(E) o vapor d’água na atmosfera é oriundo da
evaporação e da transpiração, podendo cair sob a forma de chuvas.
2. As fontes primárias dos elementos carbono e
nitrogênio que compõem as moléculas dos seres vivos são, respectivamente, o gás
carbônico e o gás nitrogênio.
Que organismos são capazes de fixar esses
elementos?
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3. O esquema a seguir representa um dos ciclos
biogeoquímicos que ocorrem nos
ecossistemas:
Nesse esquema, os espaços I e II podem ser
substituídos de forma correta e respectivamente por:
(A) oxigênio e consumidores primários;
(B) água e consumidores primários;
(C) dióxido de carbono e produtores;
(D) oxigênio e produtores;
(E) dióxido de carbono e consumidores primários.
