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.
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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.
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 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.
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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
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.
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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.
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.
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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.
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.)
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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.
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.
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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
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.
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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
