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Ciclos de la Naturaleza Monografía


Ciclo biológico o de vida 


Es una serie de etapas por las que pasa un organismo desde la reproducción hasta cuando llega a tener sus propias estructuras reproductivas como las que lo crearon .Estas etapas forman un ciclos  llamados ciclos biológicos que continúan repitiéndose una y otra vez.  Los seres vivos forman en algún momento otro ser vivo similar a ellos.


Ciclo biológico o de vida de una planta
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Fases Nucleares 

En un ciclo biológico se puede diferenciar , si existe reproducción sexual según la duración de las fases y en el número de cromosomas de la descendencia, a partir de esto se pueden distinguir tres ciclos :

Ciclos  Haplontes : aquí la fase dominante es la haploide, que tiene un solo juego de cromosomas,  ejemplo algas inferiores . Dos gametos haploides se unen formando un zigoto diploide, a esto se llama Singamia y al proceso se llama Fecundación y por meiosis se transforma en haploide . Este proceso se ve en protoctistas  
  

Ciclos Diplontes : En este caso la fase dominante es la diploide , ejemplo diatomeas, animales superiores y el ser humano todos en sus fases reproductivas. Dos gametos haploides forman un zigoto diploide y crece como un individuo diploide ( una persona) y por meiosis forma dos gametos haploides (ovulo y espermatozoide)
Ciclos Haplodiplontes : Este ciclo una fase haploide, en que dos gametos producen un zigoto alternan con una fase diploide que por meiosis produce otras células vegetativas haploides como las esporas a esta fase también se la conoce como esporofito según la especie es la duración de esta fase. Siguiendo con el ejemplo de esporas estas luego que germinan darán por mitosis gametos haploides que se unen produciendo un nuevo individuo diploide. Este ciclo es   propio de las plantas superiores (son las que presentan flor y producen semillas.)

En briófitos (musgos) dura mas la fase gametofitica (haploide) que la esporofitica (diploide) 

En angiospermas (plantas con flores y semillas)  la fase esporofitica dura mas.  



Ciclos biológicos según la variación de generaciones :

Isomorfos : que tienen aspecto similar  

Heteromorfos: Los individuos tienen aspecto distintos ejemplo algas , helechos.




Ciclos Biogeoquímicos 


A los distintos ciclos que cumplen los elementos químicos  en los sistemas de la naturaleza se le llaman ciclos Biogeoquímicos, también se los conoce como los ciclos de la naturaleza.

Los elementos químicos pasan del suelo , el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, luego vuelven , cerrando el ciclo llegando al suelo o al agua o al aire.

Pasan por la atmosfera, la hidrosfera, la geosfera pasando luego por los seres vivos (biosfera) regresando luego nuevamente al medio .

La circulación de la materia es cíclica o sea es cerrada . Es muy variable el tiempo de permanencia de los elementos en los distintos sistemas , cuando la permanencia es máxima se llama almacén. El desarrollo de los ciclos no se hace a una velocidad uniforme, algunas etapas  necesitan mas tiempo que otras.

Los elementos más importantes que forman parte de la materia viva están presentes en la atmósfera, hidrosfera y geosfera y son incorporados por los seres vivos a sus tejidos. De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica. La primera suele contener grandes cantidades de elementos biogeoquímicos pero el flujo de los mismos es lento, tienen largos tiempos de residencia, periodos refractarios. 

En cambio, el flujo a través de la parte biótica del ciclo es rápido pero hay poca cantidad de tales sustancias formando parte de los seres vivos.
Existen dos grandes tipos de ciclos: 


-  Ciclos Gaseosos: el mas importante  depósito  del elemento es la atmósfera.  Son ciclos relativamente rápidos estos son los  ciclos del carbono, oxígeno y del nitrógeno.

-  Ciclos Sedimentarios:  el  principal  depósito  se encuentra  en  los  sedimentos  (geosfera).  Son  ciclos lentos  por  la  dificultad  de  acceso  a  la  reserva  del  elemento son los ciclos  del  fósforo  y  del azufre. 


En un ciclo biogeoquímico se pueden distinguir tres fases: 

-  Fase  geoquímica :  la  materia  fluye  entre  sistemas  abióticos  (atmósfera,  hidrosfera litosfera) 

-  Fase biogeoquímica: paso de la materia orgánica a inorgánica y viceversa. 

-  Fase  bioquímica:  comprende  la  transferencia  de  materia  orgánica  dentro  de  la biocenosis




El Ciclo del Agua

El ciclo del agua es el mas  conocido , ya que es el mas estudiado desde la escuela hasta los cursos superiores y porque la circulación del agua pasa permanentemente ante nuestros ojos. 


El ciclo del agua se puede definir como:

El  proceso de cambio en la ubicación y el estado físico del agua (solido, líquido y gaseoso ) en el medio, incluyendo los seres vivos este ciclo se da de manera natural, funcionando básicamente gracias a la energía solar.
Abarca toda el agua presente sobre la superficie del planeta o debajo de ella.

El agua de los océanos es la reserva más grande, la atmosfera la reserva más pequeña y las reservas  más  grandes  de  agua  del  subsuelo  son  los  mantos  acuíferos,  estratos  porosos  del subsuelo, a menudo de piedra caliza, arena o grava, limitados por rocas impermeables o barro que retiene  el  agua,  como  si  fuesen  una  tubería  gigante  o  una  gran  cisterna .  Y  es precisamente en la reserva más grande “los océanos” en donde empieza y termina este ciclo.

De manera simple podemos mencionar que las consideraciones básicas de este ciclo son:

1. La radiación solar promueva la evaporación.

2. El enfriamiento  de las masas de aire húmedo  promueven la condensación del vapor  de agua, acción contraria a la evaporación, es decir el vapor se transforma en gotas (estado liquido).

3. Para  que  el  agua  retorne  a  la  atmósfera,  puede  seguir  infinidad  de  rutas. 


El Ciclo del Agua
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El ciclo del agua incluye la evaporación, transpiración, condensación, precipitación e infiltración de este líquido. 


 Evaporación. 

Esta  etapa  del  ciclo  del  agua  consiste  en  la  conversión  del  agua  líquida  a vapor, de esta forma, el agua alcanza la atmósfera. El agua se evapora de los océanos, de las  aguas  continentales  y  de  las  plantas  (transpiración). .  Solo  en  los  océanos  hay aproximadamente siete veces más evaporación que desde la superficie terrestre.


Transpiración. 

Es  otra  vía  por  la  cual  el  agua  pasa  a  la  atmósfera,  a  diferencia  de  la evaporación,  la  transpiración  es  realizada  por  las  plantas  y  es  el  proceso  por  el  que  las plantas  emiten  agua  por  medio  de  sus  estomas pequeños  orificios  en  el  anverso  de  las hojas  que  están  conectados  por  el  tejido  vascular.  Ocurre  principalmente  durante  la fotosíntesis,  cuando  las  estomas  de  las  hojas  están  abiertas  para  la  transferencia  de dióxido de carbono y oxigeno


Evapotranspiración. 

Una buena parte del agua infiltrada nunca llega a lo que se conoce como zona saturada, (una parte del suelo que está llena de agua en los poros) sino que es interceptada  en  la  zona  no  saturada  (donde  los  poros  del  suelo  están  llenos  en  buena parte por aire). En la zona no  saturada una parte de esta  agua se evapora y  vuelve a la atmósfera en forma de vapor, y otra parte, mucho más importante cuantitativamente, se consume  en  la  “transpiración”  de  las  plantas.  Los  fenómenos  de  evaporación  y transpiración en la zona no saturada son difíciles de separar, y es por ello por lo que se utiliza  el  término  “evapotranspiración”  para englobar  ambos  términos  (Ciclo Hidrológico).


Escorrentía. 

Respecto a la superficie del suelo puede ser: superficial, hipodérmica y subterránea. La escorrentía superficial se da cuando el agua de lluvia se desliza sobre  la  superficie  del  terreno  hasta  alcanzar  un  océano.  La  hipodérmica,  hace referencia  al  agua  que  logra  infiltrarse  pero  que  se  queda  en  una  profundidad cercana a la superficie y escurre por esta parte y; la subterránea, es el agua que logra llegar hasta la zona saturada y que con el paso del tiempo puede alcanzar un cuerpo de agua superficial. La escorrentía no se da precisamente por el agua de lluvia,  sino  que  también  puede  ser  originada  por  el  derretimiento  de  la  nieve. Respecto a su evolución el tiempo la escorrentía fluvial, puede ser: perenne (no cesa nunca), estacional (dura solo una estación), temporal (dura solo un periodo de una estación cualquiera), intermitente (reaparece a intervalos regulares entre dos interrupciones) y espasmódica (dura un corto lapso de tiempo)


Infiltración. 

Es  cuando  el  agua  logra  atravesar  el  suelo  y  ocupar  algunos  de  los espacios vacíos que existen en el suelo.
Absorción. Se  refiere  al  agua  que  las  plantas  toman  del  suelo  para  llevar  a  cabo  sus funciones, este líquido pasa de nuevo a la atmósfera por la transpiración. Sea cual sea el camino un volumen significativo de la precipitación puede volver a la atmosfera cuando el sol calienta el agua de la superficie se evapora y forma nubes, y de la evapotranspiración desde las superficies vegetales, completando el ciclo que se repite una y otra vez.


En este ciclo la energía solar ocupa un puesto muy importante, ya que por decirlo de alguna manera, es el motor del mismo, porque si ésta no existiera la evaporación no se podría dar. Cerca de la tercera parte que incide participa como impulsor en el ciclo del agua.

Además de proveernos de agua fundamental para la vida , desde muchos puntos de vista es muy importante este ciclo porque:

-Modera la temperatura de la biosfera porque el elevado calor específico del agua permite la gradual absorción e igualmente, la gradual liberación de la energía solar.

-Las raíces de los vegetales absorben el agua y la conducen por el tallo rumbo a las hojas, así  realizan  la  actividad  fotosintética.  Las  plantas  devuelven  el  agua  a  la  atmósfera  en forma de vapor mediante el proceso de transpiración.

- Los animales que demandan agua para su sobrevivencia, la regresan por excreción y por respiración.




Con el incremento de la temperatura en el planeta, el agua también incrementa su temperatura provocando con esto que exista una mayor evaporación de la misma, agua que en ocasiones  no  puede  regresar  a  los  cuerpos  de  agua  porque  los  seres  humanos  han  interferido desviando  cursos  de  agua,  o  disponiendo  excesivamente  de  estos  depósitos  naturales. 

Comúnmente el agua al evaporarse, se purifica porque se libera de los contaminantes que pudiera contener,  sin  embargo,  actualmente  y  con  la  cantidad  de  óxidos  de  nitrógeno  y  de  azufre, productos  de  la  combustión,  cuando  precipita el  agua  ya  no  cae  pura  sino  que se  combina  con esos óxidos formando ácidos nítrico y sulfúrico, y provocan la lluvia ácida.

Los productos como fertilizantes o plaguicidas que se vierten en el suelo pueden alcanzar el agua por lixiviación o percolación, una vez en el cuerpo de agua pueden integrarse a su ciclo si son solubles en ella. Un ejemplo de esto es el carbarilo, insecticida utilizado para combatir insectos en cítricos, frutas,  algodón  etc.,  este compuesto  se  hidroliza  fácilmente  en  suelos  alcalinos  húmedos. 

En  el agua  superficial,  el  carbarilo  puede  degradarse  mediante  hidrólisis  y  debido  a  la  presencia  de bacterias (Hojas de datos sobre los plaguicidas).

Al ser soluble en el agua, cuando ésta se evapora, el  carbarilo  también  se  puede  evaporar  con  ella,  llegando  a  condensarse  y  posteriormente precipitar,  pudiendo  así  alcanzar  sitios  lejanos  donde  este  compuesto  pudiera  no  existir, contaminando dichos lugares.

Carbarilo o carbaril = metilcarbamato de 1-naftilo es un compuesto químico perteneciente a la familia de los carbamatos y es empleado fundamentalmente como insecticida. Tipo toxicológico: III




CICLO DEL OXÍGENO


El ciclo del oxígeno es la cadena de reacciones y procesos que describen la circulación del oxígeno en la biosfera terrestre. Su ciclo está estrechamente vinculado al del carbono pues el proceso por el que el C es asimilado por las plantas (fotosíntesis), supone también devolución del oxígeno a la atmósfera, mientras que el proceso de respiración ocasiona el efecto contrario.

CICLO DEL OXÍGENO
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Otra parte del ciclo natural del oxígeno que tiene un notable interés indirecto para los seres vivos de la superficie de la Tierra es su conversión en ozono. Las moléculas de O2, activadas por las radiaciones muy energéticas de onda corta, se rompen en átomos libres de oxígeno que reaccionan con otras moléculas de O2, formando O3 (ozono). Esta reacción es reversible, de forma que el ozono, absorbiendo radiaciones ultravioletas vuelve a convertirse en O2.

Está asociado al agua y al CO2. El oxígeno es el elemento más abundante en masa en la corteza terrestre y en los océanos, y el segundo en la atmósfera. En la corteza terrestre la mayor parte del oxígeno se encuentra formando parte de silicatos y en los océanos se encuentra formando por parte de la molécula de agua, H2O.

En la atmósfera se encuentra como oxígeno molecular (O2), dióxido de carbono(CO2), y en menor proporción en otras moléculas como monóxido de carbono (CO),ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de nitrógeno (NO) o dióxido de azufre (SO2).

El oxígeno molecular presente en la atmósfera y el disuelto en el agua interviene en muchas reacciones de los seres vivos. En la respiración celular se reduce oxígeno para la producción de energía y generándose dióxido de carbono, y en el proceso de fotosíntesis se origina oxígeno y glucosa a partir de agua, dióxido de carbono (CO2) y radiación solar.

El carácter oxidante del oxígeno provoca que algunos elementos estén más o menos disponibles. La oxidación de sulfuros para dar sulfatos los hace más solubles, al igual que la oxidación de iones amonio a nitratos. Asimismo disminuye la solubilidad de algunos elementos metálicos como el hierro al formarse óxidos insolubles. El oxígeno es ligeramente soluble en agua, aumentando su solubilidad con la temperatura. Condiciona las propiedades rédox de los sistemas acuáticos. Oxida materia bioorgánica dando el dióxido de carbono y agua.

El dióxido de carbono también es ligeramente soluble en agua dando carbonatos; condiciona las propiedades ácido-base de los sistemas acuáticos. Una parte importante del dióxido de carbono atmosférico es captado por los océanos quedando en los fondos marinos como carbonato de calcio.




CICLO DEL CARBONO 

 El carbono es incorporado en forma de CO2 por los productores mediante la fotosíntesis. 
Los  consumidores incorporan  el  carbono  al  alimentarse  de  los  productores,  y  los descomponedores  lo hacen al actuar sobre los cadáveres y los productos de desecho. 


CICLO DEL CARBONO
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 El proceso respiratorio de  productores,  consumidores  y  descomponedores  devuelve la  mayor  parte  del carbono al medio en forma de CO2 .  Una  parte  del  carbono  queda  precipitada,   en  conchas  y  en  esqueletos  formados  por algunos animales marinos. 

Cuando estos organismos mueren caen al fondo, reingresando el C muy lentamente al ciclo. Otra  parte  del  carbono  es  retenida en  la  corteza   terrestre  durante  largos  periodos  en forma de  roca  caliza y de combustibles fósiles(carbón, petróleo, gas natural), que será liberado a la atmósfera cuando estos sean quemados. 


Los humanos estamos interviniendo en el ciclo del carbono de dos maneras: 

-  Eliminación  de  bosques y  otra  vegetación  sin  replantación  suficiente,  lo  que  deja  menos vegetación para absorbe CO2. 

-  Utilización  de  combustibles  fósiles que  contienen  carbono  y  combustión  de  madera  más rápido de lo que puede volver a reproducirse. Esto produce CO2 que fluye a la atmósfera.




CICLO DEL NITROGENO 

La  atmósfera  está  constituida  en  un  79%  por  nitrógeno,  pero  sólo  algunas  bacterias (Clostridium, Rhizobium  y Azotobacter)  y algunas cianofíceas (Anabaena  y Nostoc) son capaces de aprovecharlo. El proceso de  fijación del nitrógenoque realizan consiste en combinar el nitrógeno atmosférico (N2) con hidrógeno (H2) para formar amoníaco (NH3.) 


CICLO DEL NITROGENO
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Rhizobium leguminosarum  es una bacteria simbiótica que se encuentra en unos nódulos que hay en las raíces de las leguminosas. 
Parte del nitrógeno fijado lo cede a las plantas en forma de un componente soluble en el citoplasma celular, 
En  el  caso  de  Clostridium  y  Azotobacter,  que  son  bacterias  del  suelo,  el  amoníaco  queda acumulado en él. La acción de los decomponedores sobre los cadáveres y los productos de desecho del metabolismo de productores y consumidores enriquecen el suelo en amoníaco. 
Este proceso se denomina amonificación. 

Casi  todo  el  amoníaco  que  llega  al  suelo  pasa  rápidamente  a  ión  nitrato  por  la  acción quimiosintética  de  algunas  bacterias.  

Este  proceso  se  denomina  nitrificación y  ocurre  en  dos etapas:  las  bacterias  del  género  Nitrosomonnas  transforman  el  amoniaco  en  ión  nitrito  (NO2-) (nitrosación)  y las del género  Nitrobacter  transforman el ión nitrito (NO2-) en ión nitrato (NO3-) (nitratación), que constituye la fuente principal de nitrógeno disponible en el suelo para las plantas superiores.

Existe un proceso perjudicial para la agricultura denominada  desnitrificación, que consiste en la transformación del (NO3-) en (NO2-) y de éste en N2 que pasa al aire. 

Dicha transformación la realizan las bacterias del género Pseudomonas. Así se completa el ciclo del nitrógeno.


Los humanos intervenimos en el ciclo del nitrógeno en varias maneras: 

-  La  emisión  de  grandes  cantidades  de  óxido  nítrico  a la  atmósfera  al  quemar  madera  o cualquier  combustible.  Que  puede  reaccionar  con  el  vapor  de  agua  de  la  atmósfera  para  formar ácido nítrico (HNO3), que es un componente de la lluvia ácida. 

-  La emisión de óxido nitroso (N2O) que es un gas invernadero, por acción de bacterias sobre fertilizantes y desechos del ganado.

-  La  extracción  minera  de  compuestos  con  nitrato  y  amonio  para  su  uso  como  fertilizantes inorgánicos comerciales. 

-  Agotamiento de nitrato y amonio por la cosecha de cultivos ricos en nitrógeno. 

-  Adicción  de  exceso  de  nitrato  y  amonio  a  los  ecosistemas  acuáticos,  que  provoca  la eutrofización de las aguas.






CICLO DEL FOSFORO 


El  fósforo  se  halla  en  la  corteza  terrestre  como  componente  de  diversos  materiales.  Por efecto  de  la  meteorización  química  se  transforma  en  ión  ortofosfato  (PO43-),  que  es transportado en disolución por las aguas.  

Una parte permanece en el suelo y otra parte llega  al mar. 


CICLO DEL FOSFORO
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Las plantas absorben únicamente el fósforo que está en la solución del suelo en forma de ión fosfato, y de éstas toman el fósforo los animales. 

Dicho elemento entra como componente en los ácidos nucléicos, en el ATP, en los esqueletos, etc.

El  fósforo  que  ha  sido transportado  al  mar es  incorporado  en  parte  por  las  plantas  y animales marinos, y la mayoría precipita, desintegrándose.

Los  cadáveres  de  los  seres  vivos,  se  descomponen  por  efecto  de  los  organismos descomponedores, liberándose así el fósforo. 

En el fondo del mar se acumulan grandes cantidades de este elemento. Son  las  llamadas   “trampas  de  fósforo”  porque,  al  acumularse  éste  en  los  sedimentos marinos, queda fuera del alcance de los seres vivos. 

El hombre, para abonar los campos, debe limitarse al los yacimientos minerales de fosforitas (que también proceden de antiguas cuencas sedimentarias marinas.) 

Así mismo, puede recurrir al guano,  excrementos  de  aves  marinas,  generalmente  pelicaniformes,  que  éstas  dejan  en  grandes cantidades en los acantilados (los denominados "cabos blancos".) 


Los humanos intervenimos en el ciclo del fósforo principalmente de dos maneras: 

-  Extrayendo  por  minería  grandes  cantidades  de  rocas  que  contienen  fosfatos  para  producir fertilizantes inorgánicos, lo que está originando que cada vez aumente más la trampa de fósforo.

 - Añadiendo exceso de fosfato a los ecosistemas acuáticos provocando su eutrofización






CICLO DEL AZUFRE:


El azufre forma parte de las proteínas y moléculas como la coenzima A. Las plantas y otros productores primarios lo obtienen principalmente en su forma de ion sulfato (SO4 -2). 

Los organismos que ingieren estas plantas lo incorporan a las moléculas de la proteína, y de esta forma pasa a los organismos del nivel trófico superior.



CICLO DEL AZUFRE
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Al morir los organismos, el azufre derivado de sus proteínas entra en el ciclo del azufre y llega a transformarse para que las plantas puedan utilizarlos de nuevo como ion sulfato.

Los intercambios de azufre, principalmente en su forma de dióxido de azufre (SO2), realizan entre las comunidades acuáticas y terrestres, de una manera y de otra en la atmósfera, en las rocas y en los sedimentos oceánicos, en donde el azufre se encuentra almacenado. 

El SO2 atmosférico se disuelve en el agua de lluvia o se deposita en forma de vapor seco. 

El reciclaje local del azufre, principalmente en forma de ion sulfato, se lleva a cabo en ambos casos. 

Una parte del sulfuro de hidrógeno (H2S), producido durante el reciclaje local del sulfuro, se oxida y se forma SO2.

Oxidaciones del S

SH2 es muy reactivo y puede ser:

• Oxidado por el O Oxidado por el O2 químicamente.

• Oxidado biológicamente en aerobiosis.

• Oxidado fototróficamente por microorganismos en anaerobiosis.

El SH2 presente en la atmósfera es oxidado a SO2 y SO3 y finalmente transformados a 

SO4H2 y origina las lluvias ácidas.

El SH2 en medios acuáticos se oxida químicamente a S0 y S2O32-


Los humanos intervenimos en el ciclo Azufre :

Cerca de un tercio de todos los compuestos de azufre y 99% del dióxido de azufre que llegan a la atmósfera desde todas las fuentes, proviene de las ACTIVIDADES HUMANAS, por ejemplo en la COMBUSTIÓN de CARBÓN y PETRÓLEO que contienen azufre, destinada a producir ENERGÍA ELÉCTRICA, representa cerca de dos tercios de la emisión, por humanos, de Dióxido de azufre a la atmósfera. 
El tercio restante proviene de PROCESOS INDUSTRIALES cono la REFINERÍA del PETRÓLEO y la conversión (por fundición) de compuestos azufrados de minerales metálicos en metales libres como el cobre, plomo y zinc.

    

Conclusión

-El ciclo de la vida y los ciclos Biogeoquímicos, están altamente relacionados con la naturaleza, pienso que son parte de la naturaleza, ya que, sus ciclos, su temperatura, su ubicación, etc. están todos los días haciendo funcionar nuestro planeta tierra. 

-Estos ciclos están en todo lo que nos rodea, por lo cual es muy importante su aprendizaje y su comprensión. Estos ciclos se basan en : factores bióticos y factores abióticos

-Los ciclos Biogeoquímicos son todos los químicos que circula constantemente permitiendo la vida sobre el planeta.

 -Pienso que deberíamos intentar corregir las partes de los ciclos en la que ya hemos intervenido provocando cambios, que no permiten que los ciclos funcionen en su forma natural Con el avance de las tecnologías y todo lo que se sabe creo que estamos en condiciones de hacer las cosas mas amigables con la naturaleza.



Referencias : 
Ciclos biológicos 
 http://www.cienciaybiologia.com/botanica/generalidades/ciclos%20biologicos.htm
 http://www.escuelapedia.com/los-ciclos-biologicos-ciclo-haplonte-ciclo-diplonte-y-ciclo-haplodiplonte/ | Escuelapedia - Recursos educativos

Ciclos Biogeoquímicos: 
http://ccapama.gob.mx/ccapama/images/biblioteca/Ciclo-del-Agua.pdf
http://www.unich.edu.mx/wp-content/uploads/2013/09/Cap.-Libro.-Ciclos-biogeoqu%C3%ADmicos.pdf 
http://www.bnm.me.gov.ar/giga1/documentos/EL002315.pdf