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O Ciclos Biogeoquímico completo simplificado

O Ciclos Biogeoquímico pode não parece, mas faz parte da compreensão de como manter o aquário em equilíbrio.

O ciclos biogeoquímico poderá ser definidos como processos natural que por vários meios, reciclam os vários elementos em diversas formas químicas do ambiente para os divéssos organismos, e depois completam o processo inverso. O principais ciclo biogeoquímico são os do carbono. Os átomos de carbono se incorporam em compostos orgânicos através da fotossíntese (absorção feita na forma de nitratos pelas plantas que são comidas pelos animais, produzindo uma eliminação de nitrato, que pela sua vez volta para o solo), da água (evaporação, ate a chuva, e assim em diante), do oxigênio e do fósforo. Estes ciclos percorrem ciclicamente entre o meio abiótico e o biótico pela água e pelos elementos químicos carbono, oxigênio e nitrogênio o que constituem o ciclo biogeoquímico.

 

1- Ciclo da Água

A água é o mais abundante componente da matéria viva, esta água necessariamente precisa de ser reciclada para garantir a vida no planeta. A superfície terrestre é recoberta por cerca de 75% de água. De toda a água que cobre a Terra, cerca de 97% que pertencem ao talassociclo, é o conjunto de todos os ecossistemas marinhos. Os restantes pertencem ao limnociclo, ou seja, conjunto de todos os ecossistemas dulcícolas. A água se evapora das superfícies aquáticas e terrestres, que formam as nuvens. Condensa-se e precipita na forma das chuvas, granizo ou neve. No solo, a água pode percolar, isto é, atravessar as camadas do solo, atraídas pela força da gravidade, e atingir um lençol freático, de onde chega até um rio ou riacho. Quando chove parte desta precipitação pode ficar retida no solo e depois absorvida pelas vegetações, por seu sistema de raiz radicular. Nos vegetais, a perda de água ocorre por transpiração ou transferência alimentar. Pela sua vez, os animais participam do ciclo ingerindo água directamente, ou indirectamente através dos alimentos. O processo de eliminação é variável, podendo ocorrer através de urina, fezes, respiração, suor, etc.

Ciclo da Água - biogeoquímico

2- Ciclo do Carbono

O carbono é um elemento químico que está presente na estrutura de todas as moléculas orgânicas, portanto é fundamental para a vida. Na natureza, o carbono é encontrado à disposição dos seres vivos na forma de CO2 (gás carbónico), na atmosfera ou dissolvido na água. Através da fotossíntese, o CO2 é fixado e transformado em matéria orgânica pelos produtores. Já os consumidores somente adquirem carbono através da nutrição. Tanto os produtores como os consumidores perdem carbono da mesma forma, através da respiração (liberam CO2 para o ambiente) ou mesmo da cadeia alimentar (quando são servidos de alimento para qualquer organismo vivo) ou, fornecendo matéria que fará parte da constituição do húmus (ou detritos orgânicos), pela morte dos organismos ou de parte dele e pela eliminação de excreções ou resíduos digestivos. Os decompositores actuam sobre os detritos orgânicos liberando CO2, que retorna à atmosfera, reintegrando-se a seu reservatório natural. Os detritos orgânicos ainda podem originar os combustíveis fósseis que, através da combustão, eliminarão CO2 de volta para a atmosfera.

 

3- Ciclo do OxigénioCiclo do Carbono - biogeoquímico

O oxigénio molecular (O2), indispensável à respiração aeróbica, e é o segundo componente que é mais abundante na atmosfera, onde é encontrado na proporção de cerca de 21%. O oxigénio pode ser consumido da atmosfera através das seguintes vias:

  • Actividade respiratória de plantas e animais.
  • Combustão.
  • Degradação, principalmente pela acção de raios ultravioleta, com formação de ozônio (O3).
  • Combinação com os metais do solo principalmente o ferro, e formando o óxidos metálicos.

O oxigénio teria desaparecido da atmosfera, não fosse o contínuo reabastecimento promovido pela fotossíntese, principalmente do fitoplâncton marinho, considerado o verdadeiro “pulmão” do mundo.

 

Ciclo do Oxigénio - biogeoquímico3- Ciclo do Nitrogénio

O Nitrogénio (N2) é um elemento químico que participa da constituição de ácidos nucléicos, proteínas e clorofilas. Compreende-se, a importância do estudo do ciclo desse elemento químico na natureza, cujo o  seu reservatório natural é a atmosfera, que contem cerca de 78% do ar. O N2 é uma molécula que não constitui uma fonte adequada do elemento para a grande parte dos seres vivos, com raras excepções, os seres vivos não conseguem fixar e, portanto, incorporar à matéria viva o N2 atmosférico. Na natureza são poucos os seres vivos capazes de promover a fixação biológica do N2. Alguns desses organismos têm vida livre, entre eles podemos citar algumas algas azuis, como a Nostoc, e bactérias do gênero Azotobacter e Clostridium. Outras, que são consideradas as mais importantes bactérias ficsadores de N2, vivem associadas às raízes de leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, etc.).

Nesse caso estão as bactérias Rhizobium, que normalmente vivem no solo, de onde alcançam o sistema de raízes (radicular) das leguminosas jovens e penetram através dos pelos absorventes, se instalando finalmente nos tecidos corticais das raízes, ali se desenvolvem, fixando o N2 atmosférico e transformando em sais nitrogenados, que são utilizados pelas plantas. O Rhizobium, então, funciona como um verdadeiro adubo vivo, fornecendo à planta os sais de nitrogénio necessários ao seu desenvolvimento. Em compensação, a planta fornece matéria orgânica para as bactérias, definindo uma relação de benefício mútuos denominada mutualismo.

A nitrificação

Quando os decompositores actuam sobre a matéria orgânica nitrogenada (por exemplo, proteína do húmus) liberam diversos resíduos para o ambiente, entre eles a amónia (NH3). Combinando-se com a água do solo, a amónia forma hidróxido de amónio que ionizando-se, produz NH4+ (íon amónio) e OH- (hidroxila). Ao processo de decomposição, em que compostos orgânicos nitrogenados se transformam em amónia ou íon amónio, dá-se o nome de amonização.

Os íons amónio presentes no solo seguem então duas vias, ou são absorvidas pelas plantas ou aproveitados por bactérias do género Nitrosomonas e Nitrosococcus. Essas bactérias quimiossintetizantes oxidam os íons, com a energia liberada elas fabricam compostos orgânicos a partir do CO2 e água, definindo a quimiossíntese. A oxidação dos íons amónio produz nitritos como resíduos nitrogenados, que são libertados para o meio ambiente. À conversão dos íons amónio em nitritos dá-se o nome de nitrosação.

Os nitritos liberados pelas bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) são absorvidos e utilizados como energia pelas bactérias quimiossintetizantes do género Nitrobacter. Da oxidação dos nitritos formam os nitratos que são libertados para o solo, e podem ser absorvidos e metabolizados pelas plantas. À conversão do nitrito (ou ácido nitroso) em nitrato (ou ácido nítrico) dá-se o nome de nitratação. Observe que a acção conjunta das bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) e nítricas (Nitrobacter) permite a transformação da amónia em nitratos. A esse processo se intitula de nitrificação e às bactérias envolvidas dá-se o nome de nitrificantes.

Ciclo do Nitrogénio - biogeoquímico

Resumindo:

 

Nitrosação: conversão de íons amônio (ou amónia) em nitritos.

Nitratação: conversão de nitritos em nitratos.

Nitrificação: conversão de íons amônio em nitratos.

Bactérias nitrificantes: compreendem as bactérias nitrosas (Nitrosomonas e Nitrosococcus) e nítricas (Nitrobacter).

No solo existem muitas bactérias (por exemplo, Pseudomonas) que, em condições anaeróbicas, utilizam nitratos em vez de oxigénio no processo respiratório. Ocorre a conversão de nitrato em N2 que retorna à atmosfera, fechando o ciclo. À transformação dos nitratos em N2 dá-se o nome de desnitrificação, e as bactérias que realizam essa transformação de desnitrificantes.

Resumo dos processos no ciclo do Nitrogénio:

Nome do Processo

Agente

Equação

Fixação

Bactéria Rhizobium e
Nostoc (alga cianofícea)

N2 => sais nitrogenados

Amonização

Bactérias decompositoras

Norgânico => NH4

Nitrosação

Bactéria Nitrosomonas
e Nitrosococcus

NH4 => NO2

Nitratação

Bactéria Nitrobacter

NO2 => NO3

Desnitrificação

Bactérias Desnitrificantes
(Pseudomonas)

NO3 => N2

 

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Practical Fishkeeping - 2016 - 02-Fevereiro
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Uma paixão que já dura desde da década de 80, mais precisamente em 1983, o ano da descoberta do mundo da aquariofilia com o meu primeiro aquário de 60 litros, neste momento posso dizer que tenho um conhecimento médio/alto. Bio-Peixe Grupo no Facebook ou Facebook