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Lección 22 FLUJOS DE MATERIA La
Tierra y los ecosistemas pueden descomponerse en Compartimentos. Los compartimentos se definen como
entidades abstractas en las que un elemento químico se encuentra en una
composición definida, y existen barreras a la transferencia entre distintos
compartimentos, lo que minimiza el flujo entre compartimentos respecto a la
dinámica interna. El
flujo de los distintos elementos entre compartimentos se denomina flujo biogeoquímico, y constituye a escala global ciclos, los Ciclos Biogeoquímicos. Se pueden
diferenciar compartimentos globales: el suelo y los sedimentos, la atmósfera,
la hidrosfera y la biosfera. Un ecosistema puede ser descompuesto en
compartimentos menores, p.e. mantillo de un suelo, biomasa subterránea. Además
de transferir energía química, las transferencias tróficas implican la
transferencia de sustancias y elementos, sustrato básico para la constitución
de nuevo soma por parte de los organismos consumidores. Los
ciclos se clasifican en atmosféricos o sedimentarios dependiendo de cual sea
el almacén principal de dicho elemento. El fósforo tiene un ciclo
sedimentario, mientras que el nitrógeno es principalmente atmosférico. Son
característicos de cada compartimento los flujos de entrada y salida y la
cantidad almacenada. La dinámica de un elemento en un compartimento se puede
medir con la tasa de renovación
(Flujo / Cantidad almacenada) o el tiempo de renovación (Cantidad
almacenada / Flujo). Un
ecosistema en estado estable mantiene constante, u oscilatoriamente
constante, la cantidad almacenada. Los flujos de entrada y de salida están
compensados a escalas estacionales. Un ecosistema en desarrollo incrementará
la cantidad almacenada, es decir, el flujo de entrada es mayor que el de
salida. Los
ecosistemas tienen sistemas de control sobre los flujos de elementos
constituyentes de la materia viva, que se traduce en menores tasas de perdida
en la mayoría de los elementos. La eliminación de los organismos origina
mayores pérdidas. Los
ciclos del carbono, nitrógeno y azufre se organizan, en los aspectos en los
que intervienen los organismos, en gradientes de oxidación – reducción. El
estado de estos elementos en el medio es oxidado, y en los organismos y en
los materiales orgánicos, reducido. Existen organismos procariotas que
utilizan estos gradientes como fuente energética, mediante metabolismos
especiales (sulfatoreductores, desnitrificantes, metanogénicos). Algunos de
los problemas actuales de la humanidad tienen que ver con desequilibrios en
los ciclos biogeoquímicos de algunos elementos. El calentamiento global con
la acumulación en la atmósfera de gases carbonados (dióxido de carbono,
metano, clorofluorocarbonos). La eutrofización, con aportes de nitrógeno y
fósforo como abono o residuos urbanos e industriales. El hombre, y su
metabolismo endo y exo somático, interviene en la
generación de los desequilibrios. |