Los organismos aeróbicos, incluyendo los humanos, exhalamos dióxido de carbono como parte de la respiración. Aunque este es un producto de desecho para nosotros, también es una de las fuentes del carbono que compone todos nuestros alimentos y nuestros propios cuerpos.
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Jetzt kostenlos anmeldenLos organismos aeróbicos, incluyendo los humanos, exhalamos dióxido de carbono como parte de la respiración. Aunque este es un producto de desecho para nosotros, también es una de las fuentes del carbono que compone todos nuestros alimentos y nuestros propios cuerpos.
Los átomos de carbono forman el esqueleto básico de casi todas las moléculas biológicas importantes (ácidos nucleicos, aminoácidos, hidratos de carbono y lípidos) que componen a todos los seres vivos. La transferencia de carbono desde el dióxido de carbono atmosférico a los seres vivos es parte de un ciclo biogeoquímico. El ciclo del carbono abarca los métodos de transferencia del carbono entre los componentes bióticos y abióticos del planeta.
Sin embargo, las actividades antrópicas tienen un impacto muy fuerte en el ciclo del carbono: con el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la acciones humana, hay más dióxido de carbono en la atmósfera que nunca.
El ciclo del carbono es el proceso por el que el carbono elemental circula entre las esferas vivas (bióticas) y no vivas (abióticas) de la Tierra.
El carbono se encuentra en fase gaseosa (dióxido de carbono en la atmósfera), en fase líquida (dióxido de carbono disuelto en los océanos) y en fase sólida (moléculas que contienen carbono en la biosfera).
Se distinguen dos subciclos en el ciclo del carbono: el ciclo corto y el largo.
El ciclo corto del carbono recibe su nombre debido a que el intercambio entre los distintos reservorios que participan se realiza en un periodo corto de tiempo (años); mientras que en el ciclo largo, el intercambio ocurre en un período de tiempo mucho más extenso (millones de años).
Nos enfocaremos en el ciclo corto del carbono, ya que es el que involucra a los organismos vivos como parte del proceso.
Estas son las etapas (simplificadas) del ciclo del carbono (Fig. 1):
Los productores son organismos fotosintéticos que aprovechan la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en compuestos orgánicos.
En una cadena alimentaria, la biomasa se transfiere hacia arriba, en los niveles tróficos de un ecosistema. Las cadenas alimentarias comienzan con un productor, en todos los casos. Los productores fabrican su propio alimento. En el caso de plantas, cianobacterias, y algas, fabrican su propio alimento mediante la fotosíntesis. Los seres vivos que se alimentan de otras plantas y animales se llaman consumidores.
Por ejemplo, en el Océano Austral, una parte de la cadena alimentaria va de esta forma: fitoplancton > protozoos > krill > pingüinos > orcas.
Algunos organismos se alimentan en muchos niveles tróficos (como los pingüinos que se alimentan de protozoos y krill). También puede haber otras cadenas en el ecosistema (las ballenas azules se alimentan de plancton). Por esto, lo una red alimentaria es una representación más exacta de todo un ecosistema que una cadena.
El carbono está presente en la atmósfera en forma de dióxido de carbono, que constituye solo el 0,03 % de los gases atmosféricos. El dióxido de carbono se liberó por primera vez en la atmósfera hace miles de millones de años, como consecuencia de la actividad volcánica e, incluso, por impactos de meteoritos. En los tiempos modernos, la actividad humana —principalmente la quema de combustibles fósiles y la deforestación— es responsable de una gran parte de la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera.
La Tierra está habitada por una plétora de organismos fotosintéticos llamados productores. La capacidad de los productores de convertir el dióxido de carbono en glucosa, utilizando la luz solar, es lo que permite que se produzca el ciclo del carbono. Sin este ciclo, el carbono quedaría atrapado en la atmósfera en forma de dióxido de carbono.
La siguiente etapa del ciclo del carbono implica el paso del carbono a través de la red alimentaria, mediante el consumo:
Los consumidores herbívoros se alimentan solamente de plantas; los carnívoros, solo de animales; y los omnívoros, de ambos.
En el ciclo del carbono oceánico:
Otras especies marinas (por ejemplo, los crustáceos y los corales) convierten este ácido carbónico en carbonato de calcio, para construir sus caparazones y exoesqueletos calcáreos:
El ciclo del carbono es importante por muchas razones. Profundicemos en las principales:
El reciente aumento de las actividades humanas que liberan dióxido de carbono a la atmósfera está teniendo un efecto perjudicial en el ciclo del carbono. Algunos ejemplos representativos de estos impactos son:
Los combustibles fósiles son compuestos orgánicos que se han formado a partir de millones de años de compresión de materia vegetal y animal muerta en los sedimentos de la Tierra).
Si a esta liberación de enormes cantidades de dióxido de carbono a la atmósfera se le suma que la deforestación está reduciendo la cantidad de los productores para absorber este dióxido de carbono, la funcionalidad del ciclo del carbono se ve seriamente amenazada. La distribución del carbono entre las diferentes esferas del planeta se está distorsionando gravemente. Esto puede llevar a un cambio irreversible del clima o al detrimento de los ecosistemas de los que tanto dependemos (la falta de productores puede provocar una insuficiencia de oxígeno).
Los organismos productores fotosintéticos (como las plantas, las algas y las cianobacterias) llevan a cabo, ya que absorben el dióxido de carbono atmosférico y oceánico para convertirlo en compuestos orgánicos, mediante la fotosíntesis.
El ciclo del carbono inicia en cualquier paso (por ser un ciclo) del proceso indicado a continuación:
Fijación del carbono por productores > consumo de los productores y transferencia a través de la red alimentaria > consumidores liberan dióxido de carbono a la atmósfera, resultado de la respiración celular > los descomponedores descomponen a los organismos muertos (también liberan dióxido de carbono a la atmósfera).
Los componentes que intervienen en el ciclo del carbono son los productores (realizan la fotosíntesis y respiración aeróbica), consumidores y descomponedores (realizan respiración aeróbica y anaeróbica), por la parte biótica; y la disolución, la sedimentación y la meteorización química por la parte abiótica.
El ciclo del carbono implica la circulación del carbono elemental entre la atmósfera, la biosfera, la geosfera y la hidrosfera.
La importancia del ciclo del carbono es que:
Los reservorios del carbono en la naturaleza pueden clasificarse en 4 grupos:
Los combustibles fósiles también representan un gran reservorio de carbono; puede considerarse por separado o como parte de los restos de organismos vivos.
¿Qué son los productores?
Organismos fotosintéticos que fijan el carbono.
¿Qué es una molécula orgánica?
Las moléculas orgánicas son vitales para cualquier organismo vivo. Son compuestos químicos, con estructuras complejas, basadas en cadenas de carbono.
¿Cuál es el papel de la respiración aeróbica y anaeróbica en el ciclo del carbono?
Devuelve el carbono de las moléculas orgánicas a la atmósfera, como dióxido de carbono.
¿Cómo se devuelve el dióxido de carbono a la atmósfera?
A través de la respiración aeróbica, la deforestación y la combustión de combustibles fósiles.
¿Qué son los consumidores herbívoros?
Son organismos que consumen exclusivamente plantas.
¿Qué son las esferas abióticas de la Tierra?
Las esferas no vivas; es decir, la atmósfera, la geosfera y la hidrosfera.
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