Ciclos Biogeoquímicos

Transcrição

1 Ciclos Biogeoquímicos Disciplina de Biologia Profa. Daniela Bueno Sudatti Livro 3, Parte III Cap 10.4

2 O Que é? Circulação de matéria (orgânica e inorgânica) no planeta.

3 BIOSFERA HIDROSFERA ATMOSFERA LITOSFERA

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5 ELEMENTOS:

6 ELEMENTOS: ü C ü H ü O ü N ü P PROCESSO DE RECICLAGEM DE ELEMENTOS NA NATUREZA! fungos, bactérias = decompositores

7 Elementos essenciais (aproximadamente 40), disponíveis para os produtores, em forma molecular ou iônica, recebem o nome de nutrientes. Macronutrientes: participam em quantidades superiores a 0,2% do peso orgânico seco (p.o.s.): C, H, O, N, P (>1%), e S, Cl, K, Na, Ca, Mg e Fe; Micronutrientes: participam em quantidades inferiores a 0,2% do p.o.s: Al, Bo, Cr, Zn, Mo, V, Co

8 Principais Ciclos Biogeoquímicos

9 Principais Ciclos Biogeoquímicos 1. Ciclo Da Água 2. Ciclo Do Carbono 3. Ciclo Do Nitrogênio 4. Ciclo Do Oxigênio 5. Ciclo Do Fósforo

10 1. Ciclo da Água Ciclo curto: sem participação seres vivos, portanto, é apenas biogeoquímico água de lagos, rios, oceanos e embebida no solo à evaporação 97,5% água salgada 2,5% doce: 68,9% calotas polares 29,9% subterrânea 0,9% vapor atm

11 Ciclo longo: com participação seres vivos, portanto, é apenas biogeoquímico H 2 O à principal constituinte dos organismos vivos solvente e reagente pra reações bioquímicas Fotossíntese: 6 CO H 2 O à C 6 H 12 O O H 2 O Respiração C 6 H 12 O 6 + O 2 6 CO H 2 O + energia Transpiração

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13 2. Ciclo do Carbono Orgânicoà organismos vivos e mortos (não decompostos) Inorgânica à rochas e minerais e CO 2 ü Lipídios, glicídios, proteínas, aa, ácidos nucleicos biosfera (respiração e fotossíntese e teias alimentares) ü Gases atmosfera ü Combustível fóssil litosfera (carvão, gás natural, petróleo) ü Ácido carbônico hidrosfera

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15 Importância do Ciclo do C nos oceanos: ciclo "rápido" ou biológico ciclo "lento" ou geológico OCEANOS = TAMPÃO para EXCESSO de CO 2 na ATM

16 bomba biológica

17 bomba física Carbono no mar reage com os sais presentes na agua (Mg, K, Na e Ca) ü Livre: CO 2 dissolvido ü ácido carbónico (H 2 CO 3 ): instável, se dissocia em bicarbonato e (HCO 3- ) e carbonato (CO -2 3 )

18 que não ocorre nos ecossistemas terrestres: A bomba física oceânica. A capacidade que a água tem de manter um certa quantidade de CO2 dissolvido é função de sua temperatura. Quanto menor a temperatura mais gases dissolvidos ela suporta. Nas altas latitudes, a água da superfície é gelada e permite a dissolução de altas concentrações de CO2 atmosférico. Quando a superfície do mar se congela no inverno, o sal é mantido fora do processo de congelamento e se dissolve na água imediatamente abaixo do gelo marinho, já carregada com muito CO2 atmosférico dissolvido. Gelada e salgada ela se torna mais densa e, portanto, mais pesada afundando e escorregando pelo assoalho do talude continental das plataformas polares, invadindo as regiões mais profundas das bacias oceânicas do Pacífico, Atlântico e Índico. Quando afunda, leva consigo o excesso de CO2 absorvido na superfície.

19 Ciclo do Carbono

20 3. Ciclo do Nitrogênio ü Moléculas orgânicas: aa, proteínas e ácidos nucléicos aa = carbono + grupo carboxila + amina + hidrogênio Proteína = cadeia de aa Ribose Desoxirribose as purinas: adenina guanina (G) pirimidinas: timina (T) citosina (C) uracila (U) ü Inorgânica: molecular presente na atm = N 2 = 78%; 0 2 = 20%, 2% outros Indisponível para maioria dos seres vivos

21 Assimilação: Biofixação do Nitrogênio ü Cianobactérias ü Bactérias livres ü bactérias, gênero Rhizobium, associadas a raízes de plantas leguminosas (Fabaceae) à nódulos (tumores) Fixam N 2 gasoso transformam em amônio

22 Simbiose: planta se desenvolve em solo pobre, bactéria recebe substâncias orgânicas à liberam amônia no solo

23 Nitrificação e desnitrificação Substâncias nitrogenadas: excretas (amônia, ureia, ac. úrico) e MO decomposição à N não é facilmente aproveitado pela grande maioria dos organismos Nitrificação: formação de nitratos por ação de bactérias quimiossintetizantes à bactérias nitrificantes Desnitrificação: formação de nitrogênio (N 2 ) por ação de bactérias à bactérias desnitrificantes. Bactérias podem agir sobre nitritos, nitratos e outros. QUIMIOSSÍNTESE RELEMBRANDO

24 Nitrosomonas sp. e Nitrosococcus sp. Nitrobacter sp. e Nitrococcus sp. NITRATO! solúvel Água, facilmente reabsorvido pelas plantas

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26 Adubação verde à uso de leguminosas para aumentar a fixação de nitrogênio, usualmente em rotação de cultura ou plantações consorciadas.

27 4. Ciclo do Oxigênio Estreita relação Ciclo Carbono e água O 2 O 3 Orgânico: origem biológica Fotossíntese 6 CO H 2 O à C 6 H 12 O O H 2 O Respiração C 6 H 12 O 6 + O 2 6 CO H 2 O + energia Inorgânico: O 2 gás ou dissolvido

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29 5. Ciclo do Fósforo

30 5. Ciclo do Fósforo Íon fosfato (PO 3-4 ) ßà seres vivos Dissolvido na água, solo, alimentos Presente material hereditário, moléculas energéticas de ATP, etc Maior reservatório à ROCHAS SEDIMENTARES ü Ciclo curto ou tempo ecológico ü Ciclo longo ou tempo geológico

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35 A bomba física oceânica. A capacidade que a água tem de manter um certa quantidade de CO2 dissolvido é função de sua temperatura. Quanto menor a temperatura mais gases dissolvidos ela suporta. Nas altas latitudes, a água da superfície é gelada e permite a dissolução de altas concentrações de CO2 atmosférico. Quando a superfície do mar se congela no inverno, o sal é mantido fora do processo de congelamento e se dissolve na água imediatamente abaixo do gelo marinho, já carregada com muito CO2 atmosférico dissolvido. Gelada e salgada e rica em CO2 ela se torna mais densa e, portanto, mais pesada afundando e escorregando pelo assoalho do talude continental das plataformas polares, invadindo as regiões mais profundas das bacias oceânicas do Pacífico, Atlântico e Índico. Quando afunda, leva consigo o excesso de CO2 absorvido na superfície. Eventualmente a água profunda rica em CO2 pode retornar para a superfície em latitudes tropicais, por ação dos ventos. Como ocorre por exemplo nas ressurgências continentais. Aí a água se aquece diminuindo a solubilidade dos gases e liberando o CO2 em excesso de volta para a atmosfera. Mas o fluxo da bomba física é lento e demora centenas de anos para completar um ciclo; ou seja para entrar nos mares gelados e sair nos mares quentes. A quantidade de CO2 que participa de todo o ciclo aumenta na medida em que o CO2 atmosférico também aumenta devido à nossa atividade industrial. E o que importa é que quanto mais CO2 estiver dissolvido na água, menos CO2 vai estar na atmosfera contribuindo para o efeito estufa. O que não sabemos é até quando o mar vai suportar esse excesso de CO2 participando de seus ciclos oceânicos. Evidências recentes revelam que o mar esta chegando no seu limite quanto à sua capacidade de absorver o excesso de CO2 atmosférico, fazendo com que o acúmulo na atmosfera se acelere ainda mais.