Ciclo do Enxofre

     O enxofre ocorre nos aminoácidos cistina e metionina e assim é requerido pelas plantas e animais. Mas a importância do enxofre no ecossistema vai muito além de sua simplesa assimilação pelas plantas.
     Apesar da existência de vários compostos gasosos de enxofre, como o H2S e o SO2, a maior parte do ciclo deste elemento é de carácter sedimentar e estabelece-se entre água e o solo. Encontra-se concentraçõe pequenas, mas consideráveis, deste elemento na biosfera, hidrosfera e litodfera.
     O enxofre existente em solos normais provém, originariamente, da erosão da rocha-mãe contendo pirites (FeS2). O S é um elemento bastante raro na litosfera e a erosão não pode ser responsável pelas concentrações de SO²¬4 nas águas superficiais. Na realidade uma parte deste elemento provém da atmosfera e entra nos sistemas aquáticos após a lixiviação pela água da chuva. A decomposição de matéria orgânica representada outra fonte importante de S nos solos e nas águas.
     O enxofre circula na biosfera principalmente na forma de h2S, SO2 e SO, passando a forma oxidadas e reduzidas, e vice-versa, por ações químicas e biológicas. O S é incorporado nos ácidos aminados sulfurados (cistina, cisteína, metionina), e tem a função muito importante na estruturação tri-dimensional das proteínas; estrutura esta que se mantém a partir de ligações entre átomos de S ligando um segmento da proteína a outro da mesma. A partir da matéria orgânica morta vários micro-organismos participam na decomposição da mesma e na liberação do enxofre, reações que se tornam possíveis devido á grande variedade de valência do enxofre, o qual existe em diferentes estádios de oxidação.

Ciclo do Fósforo

     Os ecólogos estudaram o papel do fósforo no ecossistema intensamente, porque os organismos requerem fósforo num nível relativamente alto ( cerca de um décimo daquele do nitrogênio) como um grande constituinte dos ácidos nucléicos, membrana celulares, sistemas de transferências de energia, osos e dentes. Considera-se que o fósforo limita a produtividade das plantas em muito habitats aquáticos, eo influxo de fósforo nos rios e lafos na forma de esgoto e arraste em terras fertilizadas para cultivo artificialmente estimula a produção em habitats aquáticos, com consequências indesejáveis.
     Não é possével haver vidad sem existir fósforo. A sintetização dde proteínas é impossivel sem a presença deste elemento, e embora o P não seja integrado nas estruturas da proteínas é indispensável no fornecimento da energia necessária para as reações. A ligação altamente enrgética de fosfato dentro do ATP e ADP, representa o combustivel universal para o trabalho bioquímico dentro das céculas dos organismos vivos.
     As principais fontes de fósforo inorgânico são as rochas vulcânicas, como as apatites e as rochas sedimentares. Po erosão o P inorgânico entra, através das águas continentais, nos ecossistemas terrestres. O P inorgânico é absorvido pelas plantas da solução do solo e é incorporado na estrutura das diversas moléculas e entra assim nas cadeias alimentares terrestres. Os fosfatos orgânicos, são restituidos ao solo através dos cadáveres e excrementos dos seres vivos e transformados pela cadeia de decomposição em ortofosfatos minarais, que podem ser novamente absorvidos pelas plantas.
     Grandes quantidades de fosfato são lixiviaddos e arrastados pelos rios para o amr, onde enriquecem as águas costeiras e alimentam o fitoplâncton e as cadeias tróficas a ele ligadas. A sedimentação contínua de matéria orgânica, principalmente formada a partir de esqueletos de peixe e carapaças de diatomáceas ricas em fósforo, resulta numa acumulação constante de P nos fundos dos oceanos.
     Os fosfatos orgânicos depositados nas águas pouco profundas das zonas costeiras podem ser postos novamente em circulação após a sua mineralização na cadeia de ddecomposição. O mesmo já não acontece com os depósitos mais profunos, como é o cado de 85% das áreas total dos oceanos. Os fosfatos aqui depositados só podem voltar a superficie, e entrar novamente em circulação, através dos movimentos geológicos que resultam na orogênese de novos continentes. Temos então uma pera continua de P nos fundos dos oceanos, ou seja, há cada vez menos P em circulação, fato que se revela também no teor de P mais baixo das rochas sedimentares do que nas rochas vulcânicas.
     Uma parte dos fosfatos permanece dissolvidda nas zonas profundas e pode ocasionalmente subir até a superficie atrav[es de circulações periodicas. Existem, no entanto, dois caminos de retorno dos fosfatos oceânicos para os continentes: um pela ação das aves marinhas que se alimentam principalmente de peixe e outros no transporte de peixe para a terra pela ação de animais e do homem, Os famosos jazigos de ''guano'' da costa do Peru indicam que o papel daquelas aves pode ter sido em tempos muito mais importante do que é hoje. Mas a densidade de aves marinhas é muito variável, e estas apenas podem restituie uma pequena parte de P que se perde nos oceanos.
     Infelizmente, as atividades humanas parecem acelerar a perda de fósforo e assim tornar menos ciclico o ciclo do fósforo. Embora se pesque uma grande quantidade de peixes marinhos toso ano, Hutchinson estima que apenas umas 60.000 toneladas de fósforo elementar são devolvidas desta forma anualmente, comparadas com 1.000.000 ou 2.000.000 toneladas de rocha fosfatada que é minerada e utilizada nos fertilizantes, grande parte da qual é levada pela chuva e perdida.
     A escassez do fósforo na litosfera e a sua importante função ecológica, tornam a influência humana no ciclo biogeoquímico deste elemento um fator preucupante. É muito provavel que fósforo seja o grande regulador dos restantes ciclos: a concentração de nitrato nas água e do oxigênio na atmosfera parecem ser controladas pelo ciclo do fósforo.

Ciclo do Carbono

     O carbono é o elemento fundamental na formação dos compostos orgânicos. Todo organismo é formado por substâncias orgânicas. Depois da água, as substâncias orgânicas são as que entram em maior quantidade na constituição dos organismos, assim, por exemplo, no corpo humano tem-se 15 a 16% de proteínas e 14% de goduras, totalizano 30% de substâncias orgânicas.

     A única fonte de carbono utilizável para os seres vivos é o CO2 atmosférico ou dissolvido na água. É graças a este carbono que através da fotossíntese ou da quimiossintese os vegetais conseguem sintetizar as substâncias orgânicas. O carbono do dióxido de carbono é reduzido formando inicialmente carboidratos, e posteriormente lípiddes e proteínas.
     Nos vegatais o carbono entra na forma de CO2 pelas folhas, através dos estômatos, pelo fenômeno da fotossíntese, e pode sair também na forma de Co2 pela respiração, ou quando o vegetal é comido, ou ainda quando morre e sofre decomposição.

     O animal obtém o carbono orgânico de que necessita direta ou indiretamente do reino vegetal, na nutrição. O carbono sai através da rspiração, quando um animal pe comido por outro, ou quando morre, pela decomposição.

     OBS: O carbono exiastente nas rochas principalmente na forma de carbonatos não é aproveitado no ciclo biogeoquímico. Uma quantidade muito grande de carbono está presente na forma de combustiveis fósseis. Estes hidrocarbonetos, foram formados no passado remoto por decompoções de matéria orgânica que, após submetidos a forte pressão, formaram os combustiveis fósseis. A queima de combustiveis fósseis libera gás carbônico para a atmosfera que pode ser novamente utilizado pelas plantas.

Ciclo do Nitrogênio

     O nitrogênio é importante para os seres vivos pois ele é fundamental na formação das proteínas. No corpo humano têm-se aproximadamente 16% de proteínas. Apesar de existir grande quantidade de nitrogênio livre formando o ar (79%), a grande maioria dos organismos vivos não conseguem fixá-lo. Os vegetais fixam o nitrogênio predominantemente na forma de nitratos. Os animais na forma de nitrogênio orgânico.

     Poucos são os organismos que tem a capacidade de fixar diretamente o nitrogênio do ar, entre eles temos:

a) certas bactétias do gênero Nitrobacter e Rhizobium, que são encontradas em nódulos radiculares de plantas da família das Leguminosas, vivendo em mutualismo;

b) certas cianobactérias (cianofíceas) como por exemplo, Nostoc.

     O nitrogênio orgânico vegetal passa para um organismo animal pela alimentação. Quando o produtor ou o consumidor morre, o nitrogênio vai fazer parte do húmus. O cadáver que se mistura com a terra, sofrendo decomposição.
     O nitrogênio orgânico do húmus sofre a ação dos decompositores (bactérias, fungos) que vivem no solo. Estes decompositores obtêm o alimento a partir do húmus. Esta ação ocorre por etapas.
     O nitrogênio orgânico do húmus sofrendo a ação dos decompositores sofre uma quebra dormanddo amônia (NH3). Esta passagem é denominada de amonização. A amônia formada é quase toda aproveitada por certas bactérias (Nitrosomonas). Esyas bactérias, ao invés de utilizar a matéria orgânica para a respiração, utilizam a amônia. Esta amônia vai se oxidada formando nitritos. Esta passagem é denominada nitroção. Outras bactérias, como Nitrobacter, utilizam também para a respiração uma substância inorgânica, ou invés de utilizarem substâncias orgânicas. Estas bactérias utilizam nitritos, que são oxidadas e transformadas em nitratos. Esta passagem é denominada nitração. Essas três etapas são conhecidas como Nitrificação.
     Este nitrato formado se dissolve na água que penetra no vegetal pelaa raízes. Deste modo o nitrogênio, entra no reino vegetal e acaba se transformando em nitrogênio orgânico.
     As bactérias que agem na transformação do NH3 obtido da decomposição dos cadáveres, de extretas nitrogenadas (ureia, ácido úrico) originando nitratos são chamadas nitrificantes. As bactérias encontradas no solo, que a partir de nitratos, produzem o nitrogênio livre que volta para a atmosfera, são chamados desnitrificantes e são do gênero  Pseudomonas.
     O único meio pelo qual o nitrogênio retorna á atmosfera é através das bactérias desnitrificantes. Anualmente, aproximadamente 80 milhões de toneladas de N2 passam da atmosfera para a Biosfera, sendo que igual quantidade volta para a atmosfera graças a essas bactérias.
     A grande fonte de nitritos e nitratos no solo são as bactérias nitrificantes, porém pode ocorrer a formação de nitritos e nitratos durante as tempestades, por ação das descargas elétricas. o nitrogênio e o oxigênio do ar nestas condições podem reagir formando óxidos e a seguir nitritos e nitratos.
     O nitrogênio entra no reino animal quando este como direta ou indiretamente um vegetal. Entra na forma de nitrogênio orgânico, e sai do animal quanod este é comido por outro, pela excreção. na excreção, dependo do animal, o nitrogênio sai de uma determinada forma. Peixe cartilaginoso, na forma de ureia; peixe ósseo, na forma de amônia; répteis e aves, na forma de ácido úrico; mamiferos, na forma de ureia.
     A amônia é muito tóxica. A ureia é menos, e o ácido úrico não é tóxico. Uma das adaptações encontradas nos animais terrestres é a não formação de amônia, que requeria uma grande quantidade de água para diluí-la.

Ciclo do Oxigênio

     O oxigênio é importante para os seres vivos nos processos energéticos. É utilizado na respiração como elemento comburente. A fonte de oxigênio é o ar atmosférico, onde entra numa proporção de 21%.

     Os vegetais fixam diretamente o O2 da atmosfera, entrando nas folhas pelos estômatos, participando do processo respiratorio, O oxigênio sai livre do vegetal, pelo processo da fotossintese, ou combinado (CO2H2O).

Os animais também possuem a capacidade de fixar o oxigênio livre na atmosfera, através do processo de respiração que, dependendo do tipo animal, poderá ser por difusão, traqueal, filotraqueal, braquial, pulmonar. O animal devolve o oxigênio para o meio sempre combinado.

Ciclo da Água

A importância do estudo do ciclo da água justifica-se por dois grandes motivos: quantidade de água existente na Terra e quantidade de água existente nos organismos vivos. Mais de 3/4 da terra é coberta por água. O volume total de água é mais de 1.000.000.000 km³. Desta água há uma prediminância de água salgada que chega a ser mais de 980.000.000 de Km³, que vai dar aproximadamente 97%. A água doce é pois, a minotia e está representada por: água de superficie (rios e lagos), 190.000 Km³; atmosférica (vapor), 9.600 Km³; subterrânea (lençol freático), 6.000.000 Km³; estado sólido (geleiras), 21.000.000 Km³.
     Formando os organismos vivos, encontramos uma grande quantidade de água. É a água o componente mais abundante dos seres vivos, havendo organismos com 95%, como é o caso da medusa, conhecida porpulamente como ''agua viva''. No organismo humano encontramos aproximadamente 65%.
      O ciclo da água consiste na evaporação, formação de nuvens e precipitação sob a forma liquida (chuva, Orvalho, nevoeiro) ou em estado solido (neve, granizo). A maior fonte de evaporação está representada pela água ddo mar, que através dos ventos alísios chega aos continentes.
     As plantas aproveitam a água principalmente pelas raízes, e devolvem para a atmosfera pela transpiração, sudação e pela respiração predominantemente pelas folhas (estômatos e hidatóios).

O Ciclo da Agua (esquema)

     Os animais aproveitam a água quando bebem diretamente, ou quando comem qualquer tipo de alimento (todo alimento possui água). Os animais devolvem a água para a atmosfera pela transpiração, excreção, egestão e respiração.



Ciclos Biogeoquímicos

     Os elementos químicos, inclusive todoas os elementos essenciais do protoplasma, tendem a circular na biosfera, em vias caracteristicas, do ambiente aos organismos e destes, novamente, ao ambiente. Estas vias mais ou menos circulares se chamam ciclos biogeoquímicos.

     Biogeoquímicos : Bio refere-se aos organismos vivos e Geo às rochas, ar e agua da Terra. A geoquímica lia com a composição química da Terra e com as trocas de elementos entre as varias partes da crosta terrestre, da atmosfera e dos ocenos, rios e outras massas de agua. A biogeoquímica vem a ser o estudo da troca (movimento alternado) de materiais entre os componentes vivos e não vivos da biosfera.

     Os ciclos biogeoquímicos podem ser entendidos como sequências de processos através dos quais qualquer elemento químico é transferido periodicamente entre componentes bióticos e abióticos.
     o movimento desses elementos e compostos inorgânicos que são essenciasi para a vida pode ser adequadamente denominado Ciclagem de Nutientes.

     Cada elemento químico apresenta caracteristicas próprias de disponibilidade e dinâmica nos ecossistemas. Como todos os nutrientes são reciclados infinitamente nos ecossistemas., os pesquisadores sisrematizaram as principais formas de acúmolo, tranferência e recuperação de cada um dos nutrientes, para uma maior visualçização e compreensão da sua inâmica nos ecossistemas.

     Alguns nutrientes retornam ao ambiente quase tão rapidamente quanto são removidos. Já alguns são armazenados durante algum tempo em reservatórios como o corpo dos vegetais e animais. Outros podem ligar-se quimicamente ou serem transportados por processos geomorfológicos a grande profundidades e ficarem deste modo indisponiveis por longos periodos.

     As plantas e os organismos decompositores são de grande importância no ciclo de nutrientes, pois enquanto as plantas são as principais organizadoras de nutrientes minerais em moléculas orgânicas, os ddecompositores são os principais transformadores de materia morta em nutrientes utilizáveis. À medida que a energia e as substâncias passam ao longo das cadeias alimentares, os elementos vãob passando para a forma de compostos orgãnicos. Pela ação dos dos decompositores os átomos desses elemento encontra um caminho de volta ao ambiente abiótico, isto é, ao solo, ao ar ou a agua, onde estarão prontos para serem novamente utilizados pelos seres vivos.
     Caa ciclo também pode ser convenientemente divididos em dois compartimentos ou pools:

a) o pool Reservatorio - componente maior, de movimentos lentos, geralmente não biologicos.

b) o pool Lábil ou dde Ciclagem - uma parcela menor, porém mais ativa que se permuta ( ou seja, se move alternadamente nos dois sentidos) rapidamente, entre os organismos e seu ambiente imediato.
     Do ponto de vista da biosfera como um todo, os ciclos bioegoquímicos se classificam em dois grupos básicos:
1) Ciclos Gasoso = o reservatório está situado na atmosfera ou na hidrosfera (oceano)
                                  Exemplo: Nitrogênio, Oxigênio, Carbono
2) Ciclos Sedimentares = o reservatório localiza-se na crosta terrestre (depósito abiótico está nos sedimentos)                                  Exemplos: Cálcio, Fósforo, Enxofre
                       OBS: Ciclo Mistos = depósito gasoso e sedimentar

            Exemplo: Água   - Vapor d'agua - depósito gasoso
                                      - Geleira - depósito sedimentar