Se trata de la laguna costera más grande, importante y productiva de Colombia. Es una zona de gran interés para la conservación de la diversidad biológica, ya que alberga una gran cantidad de especies animales y vegetales. Allí confluyen el río Magdalena y el mar Caribe, y cuenta con un santuario de flora y fauna en su extremo sur.
Características
Es una laguna de agua salobre de unas 45.000 hectáreas.
Está ubicada en el extremo noroccidental del departamento del Magdalena.
El agua dulce proviene del sistema de lagunas interconectadas por caños, del río Magdalena y de otros ríos que descienden de la Sierra Nevada de Santa Marta, mientras que el agua salada procedente del mar Caribe.
Es una importante base productiva pesquera.
Es un humedal protegido por la Convención sobre los Humedales de Importancia Internacional (conocida como la Convención de Ramsar).
¿Sabías qué?
Gracias a su rica diversidad en flora y fauna, la Unesco declaró este lugar como Reserva de la Biósfera en el año 2000.
Región biodiversa
Según el Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras José Benito Vives de Andréis (INVEMAR), la biodiversidad de la Ciénaga Grande de Santa Marta consta de por lo menos 276 especies de plantas terrestres, 12 de plantas acuáticas, 4 especies de mangle, 300 tipos de algas fitoplantónicas, 144 especies de peces, 102 especies de moluscos, 26 de reptiles, 19 de mamíferos y más de 200 de aves.
Fauna típica
Ponche (Hydrochaeris hydrochaeris).
Zorra manglera (Procyon lotor).
Tortuga icotea (Chrysemys scripta).
Caimán aguja (Crocodylus acutus).
Pato cuervo o longuillo (Phalacrocorax olivaceus olivaceus).
Pato aguja (Anhinga anhinga).
Flora típica
Helecho de mangle (Acrostichum aureum).
Enea (Typha dominguensis).
Suan (Ficus dendrocida).
Palma llanera (Copernicia tectorum).
Nolí o palma aceitera (Elaeis oleífera).
Tanico (Pterocarpus officinalis).
Palma de vino (Schellea magdalenica).
¿Sabías qué?
Los bosques de manglares ofrecen múltiples beneficios para Colombia y el mundo, pues una sola hectárea de manglar captura enormes cantidades dióxido de carbono, lo que contribuye a la reducción de los gases de efecto invernadero.
Santuario
En 1977, el INDERENA creó el Santuario de Flora y Fauna Ciénaga Grande de Santa Marta (SFF CGSM), una zona de unas 23.000 hectáreas ubicada en el extremo sur de la ciénaga. Es un territorio repleto de manglares, ciénagas y bosques anfibios.
AMENAZAS y Conservación
Algunas de las actividades que destruyen el lugar son los incendios forestales provocados; la deforestación para la agricultura y la ganadería; la tala y quema de mangle, y los diques construidos ilegalmente.
Asimismo, debido al gran valor biológico del complejo lagunar, el Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible trabaja en acciones que permitan la conservación y recuperación de este sitio Ramsar, entre los que destaca la creación del Comité de Coordinación para la Gestión Integral de la Ciénaga Grande de Santa Marta (res. 1300 de 2016).
El carbono es un elemento químico esencial para la vida, ya que, aunque solo conforma el 0,09 % de la corteza terrestre, forma largas cadenas carbonadas y es el responsable de los millones de compuestos orgánicos en el planeta. Se lo puede encontrar en estado puro en la naturaleza en tres formas: diamante, grafito y carbono amorfo.
alótropos del carbono
El carbono existe puro en la naturaleza en tres formas alotrópicas: diamante, grafito y carbono amorfo; todos son sólidos con puntos de fusión extremadamente altos (alrededor de 4.000 °C) e insolubles en todos los disolventes a temperaturas ordinarias.
¿Sabías qué?
Los alótropos son moléculas formadas por un solo elemento y que tienen distintas estructuras moleculares.
Las propiedades de las tres formas del carbono difieren considerablemente, algunas son las siguientes:
Diamante
Grafito
Carbono amorfo (Antracita)
Fórmula química
C
C
C
Color
Incoloro
Gris
Negro
Raya
Incolora
Gris oscuro
Negro
Dureza (Mohs)
10
1-2
3
Densidad
3,5-3,53 g/cm3
2,09-2,23 g/cm3
1,2-1,8 g/cm3
Conductividad eléctrica
Aislante
Buen conductor
Aislante
Diamante
El diamante es una de las sustancias más duras que se conoce. Es muy apreciado en joyería y en algunas aplicaciones industriales. Sus principales yacimientos se encuentran en la República Sudafricana, Brasil, Zaire, Botswana y Federación Rusa.
Este precioso material se forma por exposición del carbono a presiones de entre 45 y 60 kilobares; y temperaturas que van de 900 a 1.300 °C. Estas condiciones existen tanto en sitios de impacto de meteoritos como en el manto de la litosfera de la Tierra, debajo de las placas continentales estables.
Grafito
El grafito es una forma alotrópica de carbono más abundante en la naturaleza. Se usa con frecuencia en la fabricación de electrodos, crisoles refractarios, minas de lápices y productos lubricantes. Sus principales yacimientos están ubicados en Sri Lanka, Madagascar, México, Siberia y EEUU; y sus principales productores a nivel mundial son China, India y Brasil.
Carbono amorfo
El carbono amorfo no tiene una estructura cristalina o está repleto de irregularidades en su estructura. Puede tener distintos grados de pureza de acuerdo al porcentaje de carbono, como la antracita (90-95 %), la hulla (70-90 %), el lignito (55-75 %) y la turba (50-55 %). Las propiedades físicas y químicas de cada tipo se relacionan directamente con su organización molecular y microestructura.
Puede obtenerse al calentar azúcar purificada a 900 °C en ausencia de aire. Por otro lado, el negro de humo se obtiene al quemar hidrocarburos líquidos con una cantidad de aire insuficiente para producir una llama humeante.
Fullereno: una molécula parecida a un balón
El fullereno es una molécula formada exclusivamente por carbono que se encuentra en el polvo interestelar del espacio. Tiene forma similar a la de un balón de fútbol pero su tamaño es muy inferior. Su estructura, al igual que la del grafito, se compone de hojas de anillos hexagonales enlazadas, con la diferencia de que contiene anillos pentagonales y heptagonales, razón por la que la molécula no es plana. Después del diamante y el grafito, los fullerenos son la forma más estable de carbono.
Los biomas se basan en los patrones climáticos, los tipos de suelo y los seres vivos que habitan en un área. La mayoría de los biomas del mundo están presentes en América del Sur. Venezuela, Colombia, Ecuador, Bolivia, Brasil y Perú son los países más ricos en cuanto a especies de plantas y animales.
En las selvas y los bosques habitan las comunidades bióticas más diversas del mundo. Además, desempeñan un papel significativo en la absorción del dióxido de carbono en el planeta y en la economía de los países latinoamericanos, así como en otras partes del mundo.
¿Sabías qué?
Los bosques ocupan aproximadamente el 22 % de América del Sur y representan el 27 % de los bosques del mundo.
La característica principal de este bioma es la estacionalidad distintiva, el invierno está ausente y solo dos estaciones están presentes: lluviosa y seca.
Los bosques tropicales caducifolios se pueden encontrar en la cuenca del Pacífico de Ecuador, en Venezuela y en la costa brasileña. Los bosques caducifolios o templados de latitudes medias están ubicados en montañas costeras de baja elevación en el sur de Brasil, el sur de Chile y el sur de Argentina.
Otras subdivisiones por la distribución estacional de la lluvia:
Los biomas más extensos son los pastizales, matorrales y desiertos. Los matorrales se caracterizan por presentar una vegetación de arbustos y árboles caducifolios pequeños.
Los matorrales áridos se extienden en la Patagonia y el oeste de Argentina, y existen áreas hiperáridas en el norte de Chile y la costa de Perú, y también en el noroeste argentino y en el sur de Bolivia.
Los matorrales de pequeños árboles y arbustos, a menudo espinosos, cubren regiones que alternan estaciones secas y relativamente húmedas; esas regiones incluyen particularmente la costa de Venezuela, el noreste de Colombia, el suroeste de Ecuador y el norte de Perú.
PASTIZALES, PAMPAS, ESTEPAS Y PRADERAS
Los pastizales de latitudes medias ocupan áreas en el sur de Brasil, Uruguay y el centro y este de Argentina. Las sabanas y los pastizales tropicales se ubican en América Central, Colombia, Venezuela, Brasil, Guyana, Argentina y Paraguay.
Las sabanas tropicales son extensas llanuras cubiertas de pastos y juncos, con algunos grupos de árboles, principalmente palmas, que también crecen a lo largo de arroyos. Se encuentran principalmente en los Llanos de Venezuela y en la región nororiental de Colombia.
Las llanuras planas o suavemente onduladas llamadas pampas, que constituyen la mayor parte del este de Argentina, están cubiertas de pastos. Se cree que, originalmente, las pampas estaban cubiertas por árboles, pero fueron talados.
¿Sabías qué?
La existencia del ombú o bellasombra, una planta arbustiva que forma parte de la familia de las gramíneas, demuestra que las llanuras siempre han estado cubiertas por vegetación herbácea.
TUNDRA
La tundra es la más fría de todos los biomas. La que se distribuye en América Latina es la tundra alpina. Se ubica en regiones montañosas, en alturas en las cuales los árboles no crecen y donde la temperatura nocturna es usualmente bajo cero.
Taiga
La taiga, a veces llamada bosque boreal o bosque de coníferas, es el mayor de todos los biomas terrestres. Estos bosques se ubican en el extremo norte, típicamente entre el bioma del bosque templado y el bioma de la tundra. El mayor bosque de taiga cubre gran parte del norte de Rusia y Siberia.
El suelo en la tundra alpina presenta diferencias con el de la tundra ártica. En el primer caso, se encuentra bien drenado. Las plantas tienen similitudes con las presentes en los árticos. Se puede encontrar pasto, árboles enanos, brezales y arbustos de hojas pequeñas.
ECOSISTEMAS DE ALTA MONTAÑA
Las regiones montañosas albergan ecosistemas raros e importantes, ricos en especies endémicas y en peligro de extinción, caracterizadas por adaptaciones específicas a las condiciones extremas de los entornos de gran altitud.
Estos ecosistemas están por encima de los 3.500 o 4.000 msnm, suelen caracterizarse por presentar radiación ultravioleta muy alta, escasos niveles de oxígeno y poca vegetación presente.
¿Sabías qué?
Las tierras altas patagónicas se encuentran en el sur de Argentina. El pico más alto alcanza una altitud de más de 6.900 msnm y se llama Aconcagua. Está ubicado en la provincia de Mendoza.
PÁRAMOS
En lo alto de las montañas se encuentra este ecosistema que cubre los picos andinos como una manta. Es la tierra que permanece por encima de la línea forestal continua, generalmente a alrededor de 3.000 msnm, pero por debajo de la línea de nieve permanente.
El páramo sudamericano es increíblemente importante en su función de regular el agua. Debido a su tipo de suelo y vegetación, almacena agua durante la temporada de lluvias. Luego actúa como una esponja y libera lentamente el agua en arroyos, ríos y acuíferos.
¿Sabías qué?
El 90 % de los ecuatorianos depende del agua que se origina en el páramo, al igual que el 70 % de los colombianos.
IMPACTO ANTRÓPICO DE LA EXPLOTACIÓN DE ECOSISTEMAS EN AMÉRICA LATINA
La actividad humana ha transformado la cobertura vegetal original en gran parte en América del Sur, sobre todo en áreas boscosas.
Los bosques del este de Brasil fueron devastados en el proceso de limpieza del terreno para los cultivos, especialmente el de caña de azúcar.
Las laderas de los Andes han sido tan severamente deforestadas que no es evidente que alguna vez hayan estado cubiertas de árboles.
En la región de la Amazonía se cortan anualmente cientos de kilómetros de selva tropical.
En la Patagonia, la práctica de quemar para convertir parches de bosque remanentes en pastizales aumenta constantemente.
Los pastores de animales han dañado severamente los pastizales a través del pastoreo excesivo, desde los Llanos venezolanos hasta los altos Andes y hasta Tierra del Fuego.
La destrucción de hábitats continúa acelerándose en todo el continente, a pesar de la creciente preocupación de quienes defienden la conservación.
Conservación ambiental
Al educar a las personas sobre las consecuencias de nuestras acciones, todos podemos comprender mejor cómo preservar los biomas naturales de la Tierra. Las áreas que más se han destruido nunca recuperarán sus formas originales, pero la conservación ayudará a evitar que empeoren.
RECURSOS PARA DOCENTES
Vídeo “Estructura y tipos de ecosistemas”
¿Cómo se define un ecosistema? ¿Cuáles son sus componentes? ¿Cómo se estructura? Las respuestas en el siguiente video.
Los compuestos químicos pueden clasificarse en dos grandes grupos: compuestos orgánicos y compuestos inorgánicos. Cada grupo presenta un conjunto de características muy particulares que hacen posible diferenciarlos fácilmente. A continuación se comparan estos dos tipos de compuestos.
Compuestos orgánicos
Compuestos inorgánicos
Base de construcción
Átomo de carbono.
Mayoría de los elementos conocidos.
Tipo de enlace
Enlace covalente.
Predomina el enlace iónico.
Isómeros
La mayoría presenta isómeros.
Muy pocos presentan isómeros, son raros.
Formación estructural
Átomos organizados en largas cadenas basadas en carbono, sobre las que se insertan otros elementos.
No es común la formación de cadenas.
Tipo de estructura
Complejas, de alto peso molecular.
Simples, de bajo peso molecular.
Solubilidad
La mayoría son insolubles en agua y solubles en solventes apolares.
La mayoría son solubles en agua e insolubles en solventes apolares.
Existe una estrecha relación entre la fotosíntesis y la respiración celular ya que, los productos de un sistema son los reactivos del otro. Ambos consumen y crean las mismas sustancias como agua, glucosa, oxígeno y dióxido de carbono, pero de diferentes maneras. Juntos, permiten que la vida en la Tierra reúna energía para su uso en otras reacciones.
Fotosíntesis
Respiración celular
Utiliza
Luz solar, agua y dióxido de carbono.
Glucosa y oxígeno.
Producto
Glucosa y oxígeno.
Dióxido de carbono y agua.
Ocurre en:
Plantas y otros organismos fotosintéticos.
Todos los seres vivos.
Propósito
Capturar, convertir y almacenar la energía.
Liberar energía.
Función en común
Sintetizar y usar ATP
Sintetizar y usar ATP
Proceso metabólico
Anabólico
Catabólico
Ubicación
Cloroplasto
Citoplasma y mitocondrias
Fuente de energía
Luz solar
Glucosa
Portadores de electrones
NADPH
NADH y FADH2
Etapas
Reacciones de luz y ciclo de Calvin.
Glucólisis, oxidación del piruvato, ciclo de Krebs y cadena de transporte de electrones.
Podemos conocer la historia de la tierra a través del estudio de los fósiles, es decir de los restos de organismos que vivieron en el pasado prehistórico. Allí se guardan muchos secretos y son los paleontólogos los encargados de descifrar los misterios de cientos de millones de años atrás.
Antes de responder a la pregunta cómo se estudian los fósiles vamos a ver qué son, cómo se forman, qué ciencia se encarga de su estudio y finalmente qué herramientas se emplean para su abordaje.
Los fósiles son los restos o despojos de plantas o animales muertos que vivieron en el pasado prehistórico. No han sufrido el proceso de putrefacción porque han atravesado un proceso que les ha permitido conservar sus partes duras. Es por esta razón que un fósil puede encontrarse en un hueso, en el que las partes porosas han sido rellenadas con minerales, como carbonato de calcio o sílice, depositados por aguas subterráneas; y así adoptar un aspecto de piedra.
Generalmente los fósiles se encuentran en rocas sedimentarias, allí la conservación es posible porque no se han visto expuestas a altas temperaturas y fuertes presiones que podrían haberlos destruido.
Las rocas sedimentarias son producidas por el lento depósito de materiales que se van albergando en una cuenca sedimentaria (fondo marino, orillas de lago, pantanos, desembocaduras de río, etc.). Junto a estos depósitos pueden quedar sepultados los cadáveres de animales o plantas, que después de un lento proceso físico – químico, denominado diagénesis, los materiales y los cadáveres pasan a constituir parte de la roca.
Si bien existen diferentes procesos de fosilización, la mayoría se forma al quedar el organismo, ya muerto, entre sedimentos, generalmente bajo el agua. En estas condiciones, las partes carnosas se descomponen y desaparecen rápidamente; en cambio, las partes duras, como los huesos, permanecen.
Para que el proceso de fosilización surja efecto, es necesario un entierro rápido que habitualmente se da por sedimento hídrico. Luego, comienza un proceso químico que da lugar a la sustitución de los compuestos orgánicos por otros inorgánicos conocidos como mineralización. Los minerales habitualmente implicados en este proceso son: sílice, carbonato cálcico, pirita, fosfato cálcico y otros fosfatos y sulfatos. Hay diferentes procesos de fosilización, y una manera sencilla de comprenderlos puede ser examinando los tipos de fósiles existentes:
Huesos y dientes: son las partes duras del animal y resisten los procesos normales de descomposición que atacan y descomponen las partes blandas del cuerpo.
Gastrolitos: son piedras que se han encontrado en la vía digestiva de algún animal. Muchos vertebrados, como los dinosaurios, consumían estas piedras para facilitar la digestión; en la actualidad las gallinas suelen emplear esta técnica.
Huevos y nidos: si bien son difíciles de encontrar se ha hallado restos de cáscara de huevo.
Coprolitos: se denomina así al excremento fosilizado. A partir de su estudio se pueden obtener datos sobre la alimentación del animal.
Icnofósiles: son las estructuras preservadas en rocas sedimentarias que registran actividad biológica. Brindan datos sobre la morfología del organismo productor y su relación con el entorno.
La paleontología
La Paleontología es la ciencia que estudia la evidencia de la vida en el pasado a través de los fósiles. Como ciencia, nació en el sigo XVIII, con Georges Cuvier, zoólogo francés, quien reconstruyó especies fósiles desconocidas a partir del estudio de sólo algunos fragmentos óseos.
Esta ciencia se encarga de determinar las condiciones de vida de los restos animales y vegetales, y también cómo murieron, cómo se acumularon y cómo se fosilizaron. Aquí confluyen dos ciencias, la biología y la geología, ya que investiga las características de vida de la antigüedad y distribución en la escala geológica.
Para determinar la época en que vivieron esos restos, los profesionales en esta materia recurren a pruebas con sustancias llamadas elementos radioactivos, como el uranio y el carbono. Existen algunos métodos para determinar la edad de un fósil:
Carbono 14: el carbono 14 está presente en la atmósfera. El carbono por lo general tiene una masa atómica de 12, pero la de su isótopo radiactivo es de 14; el mismo es absorbido por las plantas y animales durante su vida.
Cuando mueren comienza el proceso de fosilización y la transformación de los átomos de carbono 14 en nitrógeno. Midiendo la cantidad de carbono 14 y de nitrógeno que hay en el fósil, se puede conocer la edad aproximada de ese fósil. Este método tiene sus limitaciones y se basa en el tiempo que se puede determinar con este método el cual es de hasta 45.000 o 50.000 años.
Potasio – Argón: por medio de la lenta transformación del isótopo radiactivo potasio en el gas inerte argón se puede determinar la antigüedad de hasta unos 5.000.000 de años.
Uranio – Torio: usa las propiedades de las vidas radiactivas medias del uranio 238 y torio 230. Es de gran utilidad en el periodo 500.000 – 50.000 años antes del presente.
El trabajo de los paleontólogos
1. Planificación
Antes de salir a buscar fósiles, los paleontólogos deben determinar los objetivos de la expedición. Aquí se debe definir qué se investigará, cuál es el lugar apropiado para buscar, quiénes estarán involucrados, qué elementos emplearán, cómo lo financiarán, etc.
2. Prospección
En esta etapa se busca pero no se extrae. En este sentido, se realiza una exploración para determinar si el lugar cuenta con yacimientos de interés. Además se verifica la geología de la zona en torno al tipo y edad de las rocas.
3. Extracción de fósiles
Dependiendo del tamaño de la pieza se las extrae a mano, con pinzas, o con otras herramientas (cinceles, martillos, pincel) para separarlas de las rocas en las que están incrustadas.
Antes de lavar cualquier resto se hace una cuadricula en el lugar: se divide todo el terreno donde hay fósiles en cuadrados iguales y se hace un dibujo de lo que hay allí. También se sacan fotos.
Algunas veces se elaboran férulas de yeso sobre los restos con el objetivo de transportarlos sin que se rompan o desarticulen las piezas.
4. Limpieza
Requiere de mucha dedicación y cuidado separar el fósil de la roca en que se encuentra. Se debe procurar no dañar la pieza, es una tarea minuciosa que puede llevar años. Esta actividad se realiza en el taller de preparación. En algunas ocasiones, el material es limpiado con ácidos.
5. Análisis
Cuando el material está completamente limpio se realiza un análisis profundo a través de la observación. Las piezas pueden ser examinadas con microscopio o cortes para conocer sus características internas, tomografía computada, etc.
6. Publicación científica
Una vez que se han recopilados suficientes datos se realiza una publicación para dar a conocer el hallazgo.
Los éteres son utilizados como solventes orgánicos en diversas reacciones de síntesis orgánica, así como en la separación de mezclas y purificación debido a sus propiedades física y químicas.
Los éteres (R-O–R´) son compuestos oxigenados que se caracterizan por tener dos cadenas carbonadas unidas a un átomo de oxígeno mediante enlaces simples C-O.
Dicho de otra forma, los éteres son el resultado de sustituir los hidrógenos de la molécula de agua por sustituyentes del tipo alquilo y arilo, entre otros.
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ÉTERES
Los éteres son compuestos polares, ya que la suma de los momentos polares de sus enlaces es diferente de cero, así mismo los dos pares de electrones libres contribuyen a la polaridad de este tipo de compuestos.
Las fuerzas intermoleculares que predominan en los éteres son del tipo dipolo-dipolo. Además, debido a la ausencia de grupos hidroxilos en su estructura, no son capaces de formar enlaces o puentes de hidrogeno por lo cual sus puntos de ebullición son inferiores a los observados en alcoholes con masas molares semejantes.
Los éteres son sustancias más volátiles que los alcoholes.
En cuanto a su comportamiento químico, los éteres son sustancia de baja reactividad si se comparan con otros compuestos oxigenados, de allí que sean utilizados como solventes en diversas reacciones químicas.
Uno de los puntos a favor que presentan los éteres frente a otro solventes orgánicos polares como los alcoholes es que no se comportan como ácidos en presencia de una base fuerte y por tanto pueden ser utilizados en reacciones en medio básico sin riesgo alguno.
NOMENCLATURA DE ÉTERES
Según la nomenclatura funcional, los éteres se denominan al colocar el nombre de los sustituyentes en orden alfabético, seguidos de la palabra éter.
Por otra parte, debido a que los éteres son considerados derivados oxigenados de los alcanos, se pueden nombrar con la denominación del alcano correspondiente a la cadena principal precedido por el nombre del sustituyente alcoxido.
En el caso de los éteres cíclicos el nombre está conformado por el prefijo oxa- seguido del nombre del ciclo correspondiente, cuya numeración inicia en el átomo de oxígeno.
¡RECUERDA!
Las normas generales de nomenclatura orgánica son:
Seleccionar la cadena principal, ésta siempre es la más larga y la que contiene el grupo funcional de mayor prioridad.
Enumerar la cadena principal, para lo cual se asigna la numeración más baja posible al grupo funcional principal y a los sustituyentes e insaturaciones presentes en la estructura.
Identificar y nombrar los sustituyentes presentes.
Los sustituyentes se nombran en orden alfabético, en casos donde los sustituyentes se encuentran repetidos se utilizan prefijos de cantidad que no son considerados al momento de ordenar, por ejemplo: di = 2, tri = 3, tetra = 4, penta = 5, hexa = 6 y así sucesivamente.
¡Aplica lo aprendido!
Indica el nombre del siguiente éter.
Ubicar los sustituyentes y enumerar la cadena principal de los mismos.
El sustituyente señalado en azul es un alqueno, el nombre indica la posición del doble enlace seguida del prefijo correspondiente a la cadena principal y el sufijo –enil.
SUSTITUYENTES INSATURADOS
Para nombrar sustituyentes con doble y triple enlace es necesario cambiar los sufijos correspondientes a cada caso, como se indica a continuación:
-Alquenos, se cambia la terminación –eno por –enil.
-Alquinos, se cambia el sufijo –ino por -inil.
El sustituyente señalado en verde tiene a su vez dos radicales iguales, los cuales se deben nombrar indicando la posición y utilizando el prefijo de cantidad correspondiente seguido del nombre de la cadena principal.
Una vez que se nombran ambos sustituyentes, se agrega la palabra “éter” al final para completar el nombre del compuesto.
Los ciclos en los ecosistemas son de vital importancia para su funcionamiento, y es que cada ser vivo depende de los nutrientes que éstos le aportan para realizar sus funciones vitales; por lo que una variación en ellos generaría cambios drásticos a corto y largo plazo.
Un ciclo es definido por la Real Academia Española como una “serie de fases por las que pasa un fenómeno periódico”; por lo que al aplicarlo a los ciclos de la naturaleza podemos decir que son eventos o procesos naturales que ocurren continuamente.
Los seres vivos, tanto plantas como animales, están formados por elementos químicos (oxígeno, fósforo, carbono, entre otros) que funcionan como nutrientes esenciales para su funcionamiento normal y además el del ambiente circundante.
Dichos nutrientes se encuentran en las capas de la Tierra (atmósfera, hidrósfera y geósfera) durante un período de tiempo, pero pronto siguen una trayectoria hasta la superficie terrestre (suelo, agua) y a los individuos que en ella se encuentran, para posteriormente regresar a las capas de la Tierra y continuar el ciclo, formando lo que se conoce como ciclos biogeoquímicos.
Ciclos biogeoquímicos
“bio”: organismos vivos.
“geo”: capas de la Tierra (rocas, aire, agua).
“químicos”: elementos químicos.
Si decimos que los nutrientes siguen un ciclo constante en la Tierra, podemos calificarla entonces como un sistema cerrado, en el que los nutrientes están siendo aprovechados primero por los organismos y luego por los ecosistemas o viceversa.
Los ciclos biogeoquímicos de los nutrientes que circulan constantemente en la naturaleza son:
Ciclo del Carbono (C): El carbono es, si se quiere, el elemento principal del esqueleto de las biomoléculas (carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) que constituyen a los seres vivos; lo encontramos en el aire, en el suelo o disuelto en el agua.
Atmósfera: capa de gas que rodea la Tierra.
Hidrósfera: capas de agua que se encuentran debajo o cubriendo la superficie de la Tierra.
Geósfera: capa de rocas (sólidas o fluidas) que se encuentra en la Tierra.
El dióxido de carbono (CO2) que se encuentra en la atmósfera es utilizado por las plantas para realizar la fotosíntesis. De igual forma, durante la respiración éstas tomarán oxígeno para convertirlo en moléculas de CO2 que serán devueltas a la atmósfera.
La superficie terrestre, específicamente el suelo, presenta grandes cantidades de carbono producto de la descomposición de los desechos orgánicos de plantas y animales (excremento, hojas secas, etc.); de este proceso de descomposición realizado principalmente por bacterias, se produce CO2.
En el subsuelo, por su parte, existen los llamados combustibles fósiles, que no son más que yacimientos de carbón, gas natural y petróleo. Al extraerlos del suelo y realizar la combustión desprenden CO2 como un subproducto.
Las rocas, la acción de las industrias, los vehículos, las erupciones volcánicas y los incendios son fuentes de carbono, que es liberado a la atmósfera para que continúe el ciclo.
Ciclo del Oxígeno (O2): Este ciclo va de la mano del ciclo del carbono, ya que, producto de la fotosíntesis, a pesar de que se invierte CO2, se produce oxígeno que es liberado a la atmósfera. Caso contrario al proceso de respiración, donde se consume oxígeno por los animales y plantas.
¿Sabías qué...?
El dióxido de carbono representa el 0,03% de los compuestos gaseosos que están presentes en la atmósfera.
El oxígeno es indispensable para los seres vivos, debido a ello lo podemos encontrar como parte de las siguientes moléculas:
Ciclo del agua o ciclo hidrológico: El 71 % de la superficie terrestre y el 65-75 % del peso corporal del hombre está formado por agua, por lo que la circulación de esta molécula es de gran importancia en los ecosistemas.
En la Tierra la podemos encontrar en forma líquida, sólida (glaciares, iceberg) o en forma de vapor, dependiendo de la fase del ciclo en la que se encuentre.
En la atmósfera el agua se encuentra en forma de vapor (gas) proveniente de la transpiración de las plantas, animales y de la evaporación de esta en los océanos. Cuando desciende la temperatura, este vapor de agua se condensa y se forman las nubes, las cuales llegado el momento precipitan a la superficie terrestre (ríos, lagos, mares, suelo) en forma de granizo, nieve o lluvia.
En este punto el agua presente en la superficie se infiltra en el subsuelo, originando depósitos de aguas subterráneas, también puede evaporarse por el calor generado por acción del sol a medida que sigue su trayectoria hacia los océanos.
Ciclo del Nitrógeno (N): El nitrógeno es uno de los componentes principales de los aminoácidos, constituyentes de las proteínas de todos los seres vivientes; aunque este elemento se encuentra en gran abundancia en la atmósfera no es tan sencillo de aprovechar por los organismos vivos, debido a su carácter inerte (no es químicamente reactivo puesto que posee sus capas de valencia saturadas).
Sin embargo, para poder emplearlo, la naturaleza ha evolucionado de tal forma que el nitrógeno atmosférico debe fijarse en el suelo con otros elementos, ya sea por acción de un grupo de bacterias especializadas (de vida libre o asociadas a raíces de las plantas) o en menor medida por acción de los relámpagos.
Para esto las bacterias presentes en el suelo convierten parte del nitrógeno que se encuentra en los desechos de los animales y plantas (excremento, hojas secas, etc.) en proteínas, y los restos de nitrógeno lo liberan al suelo en forma de amoniaco (NH3) o amonio (NH4+), proceso conocido como amonificación; o como nitrato (NO3–) , generando la nitrificación.
En dicho caso, el nitrato es absorbido por las plantas para formar las proteínas que servirán de alimento a los animales. Posteriormente este nitrógeno regresa al suelo a través de los desechos de los animales o al morir éstos, y vuelven a la atmósfera producto de la desnitrificación, proceso en el que las bacterias transforman el nitrato en nitrógeno gaseoso.
Ciclo del Fósforo (P): El fósforo a diferencia de los elementos químicos anteriores, no se encuentra en la atmósfera sino más bien en el suelo, específicamente en las rocas o sedimentos en forma de fosfato inorgánico (Pi). Allí, como producto de la erosión por el agua, es liberado y tomado por los productores primarios (plantas, bacterias) para formar biomoléculas, las cuales servirán de alimento para organismos superiores, que podrán incorporar de esta forma el fósforo a su sistema, el cual posteriormente regresará al suelo cuando estos organismos mueran.
Sedimento: partículas de rocas o suelo que son arrastrados por el agua y que tienden a depositarse en ríos, lagos, mares, océanos.
En la naturaleza, los nutrientes nunca se encuentran distribuidos de forma homogénea ni se encuentran presentes en la misma forma química en todo el ecosistema; he aquí donde radica la importancia de los ciclos para el ecosistema y para los seres vivos que lo componen.
Actualmente los avances en las actividades humanas han generado desequilibrios en la proporción de estos elementos y sus diferentes formas químicas presentes en los ecosistemas, trayendo como consecuencia el calentamiento global, que no es más que el aumento de la temperatura de la Tierra.
¿Sabías qué...?
La mayor cantidad de agua en la Tierra se encuentra en los mares y océanos (95 %).
Las actividades humanas que contribuyen con el desequilibrio en la dinámica de los ciclos biogeoquímicos son: la deforestación, algunas actividades agrícolas (principalmente por el uso de fertilizantes), emanación de gases por las industrias y los automóviles, vertidos de aguas contaminadas (sin tratamiento) a los ecosistemas acuáticos, entre otras.
Estas actividades no sólo causan variaciones en los ciclos, sino también en los organismos (plantas, animales, bacterias) que los necesitan para realizar sus funciones vitales.
Para que las plantas crezcan prósperamente necesitan elementos químicos diferentes, como el fósforo, el nitrógeno o el hidrógeno. Estos se encuentran en los suelos de manera natural, sin embargo, para que un cultivo crezca rápidamente, se deben agregar ciertas sustancias, por ejemplo, los abonos.
¿Qué son los abonos?
Un fertilizante o abono es una sustancia natural o artificial que contiene los elementos químicos que mejoran el crecimiento y la productividad de las plantas. Los fertilizantes mejoran la fertilidad natural del suelo o reemplazan los elementos químicos tomados del suelo por cultivos anteriores.
Para que una planta crezca y prospere, necesita una cantidad de elementos químicos diferentes. Los más importantes son:
Carbono
Hidrógeno
Oxígeno
Nitrógeno
Fósforo
Potasio
Azufre
Calcio
Magnesio
Sin embargo, en menor proporción, también necesitan nutrientes como el boro, cobalto, cobre, hierro, manganeso, molibdeno y zinc.
Si alguno de los nutrientes falta o es difícil de obtener del suelo, se limitará la tasa de crecimiento de la planta. En la naturaleza, el nitrógeno, el fósforo y el potasio a menudo provienen de la descomposición de las plantas que han muerto, en el caso específico del nitrógeno, el reciclaje de plantas muertas a plantas vivas suele ser la única fuente de nitrógeno en el suelo.
Para que las plantas crezcan rápidamente, ese deben suministrar los elementos que necesitan en formas fácilmente disponibles, ese es el objetivo de los fertilizantes. La mayoría de los fertilizantes suministran sólo nitrógeno, fósforo y potasio porque los otros químicos son necesarios en cantidades mucho menores y generalmente están disponibles en la mayoría de los suelos.
¿Cuáles son los tipos de abono?
Fertilizantes orgánicos
Los fertilizantes orgánicos son aquellos que generalmente están hechos de ingredientes individuales que por lo general se encuentran en la naturaleza. Los fertilizantes orgánicos agregan sustancias, las cuales, a causa de la humedad y los organismos beneficiosos que están en el suelo, son descompuestas en nutrientes que luego la planta puede adquirir fácilmente.
Los tipos de fertilizantes orgánicos pueden provenir de fuentes vegetales, animales o minerales:
Fertilizantes orgánicos a base de plantas: se descomponen más rápido que otros fertilizantes orgánicos. Dentro de este tipo de fertilizantes se pueden destacar, el de harina de alfalfa o el compost, los cuales ayudan a agregar drenaje y retención de humedad a los suelos pobres.
¿Sabías qué...?
El compost es un tipo de fertilizante orgánico compuesto por estiércol, residuos sólidos y residuos agropecuarios, entre otros. Estos componentes se someten a un proceso de fermentación llamado compostaje que permite la liberación de nutrientes.
Fertilizantes orgánicos a base de animales: dentro de este grupo destacan el estiércol, harina de huesos o harina de sangre. La función de estos fertilizantes es añadir gran cantidad de nitrógeno al suelo. Es ideal para plantas frondosas y un crecimiento fuerte.
Fertilizantes orgánicos minerales: pueden agregar nutrientes al suelo, así como aumentar o disminuir el nivel de pH, cuando sea necesario, para un crecimiento saludable de las plantas.
Fertilizantes inorgánicos
Los fertilizantes inorgánicos, también conocidos como fertilizantes sintéticos, se fabrican artificialmente y contiene minerales o productos químicos sintéticos. Por ejemplo, los fertilizantes nitrogenados sintéticos generalmente están hechos de petróleo o gas natural.
Los fertilizantes inorgánicos equilibrados son usados por su alto en macronutrientes, comúnmente incluyen productos como el nitrato de amonio, sulfato de amonio, cloruro de potasio, superfosfato triple y sulfato de magnesio.
¿Abonos simples o abonos compuestos?
Los abonos simples son aquellos que están compuestos por un solo nutriente principal, por ejemplo:
Nitrogenados: el elementos que contienen en mayor proporción es el nitrógeno, la urea es un ejemplo perfecto, contiene 46 % de nitrógeno.
Fosfatos: el elemento principal es el fosforo, el superfosfato triple tiene 46 % de P2O5.
Potasas: el elemento principal es el potasio, por ejemplo, el cloruro de potasio, el cual tiene 60 % de K2
Por otro lado, los abonos compuestos son los que tienen más de un nutriente principal y algún nutriente secundario. Por ejemplo, el fosfato diamónico, que contiene nitrógeno y fósforo como elementos principales.
Ventajas del abono
orgánico El abono orgánico al ser de origen natural es más amigable con los suelos que el abono sintético, entre sus ventajas están: fácil elaboración, promueven la recuperación de la materia orgánica del suelo, aumentan la actividad microbiana y gracias a ellos los residuos orgánicos son reciclados.
Los seis elementos más comunes asociados con las moléculas orgánicas como el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo y el azufre, toman una variedad de formas químicas y pueden existir durante largos períodos en la atmósfera, en tierra, en agua o debajo de la superficie terrestre.
Procesos geológicos como la erosión, el drenaje de agua, el movimiento de las placas continentales y la meteorización, están involucrados en el ciclo de elementos en la Tierra. El reciclaje de materia inorgánica entre los organismos vivos y su medio ambiente se denomina ciclo biogeoquímico.
Los ciclos biogeoquímicos pueden clasificarse como gaseosos, en los que el reservorio es el aire o los océanos (por evaporación) y sedimentarios, en el que el yacimiento es la corteza terrestre. Los gaseosos tienden a moverse más rápidamente que los sedimentarios y se ajustan más fácilmente a los cambios en la biosfera debido al gran reservorio atmosférico.
Ciclo del agua
Una molécula muy significativa en nuestro planeta que recorre los ecosistemas es la molécula de agua (H2O). Si bien generalmente se trata del ciclo del agua como los diversos estados que presenta la misma, al menos algunas moléculas de agua son absorbidas por las plantas y se dividen en átomos de hidrógeno y oxígeno; este último se libera en la atmósfera como oxígeno molecular (O2). Así, en virtud de los organismos fotosintéticos, el ciclo del agua es una parte importante de los ciclos del oxígeno y del hidrógeno.
La mayor parte del agua se encuentra en los océanos y las capas polares, aunque el agua también está presente en lagos y ríos de agua dulce, el cuerpo de los organismos y en el suelo como agua subterránea.
El ciclo de sedimentación es una extensión del ciclo hidrológico. El agua transporta material de la tierra al océano, donde se añaden como sedimentos. El ciclo de sedimentos incluye la erosión física y química, el transporte de nutrientes y la formación de sedimentos a partir de los flujos de agua.
El ciclo de sedimentos está ligado con el flujo de seis elementos importantes, que son el hidrógeno, el carbono, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre. Estos elementos, también conocidos como macroelementos, constituyen el 95 % de todos los seres vivos. El equilibrio de estas moléculas es necesario para sostener la vida.
Ciclo del carbono
El carbono es uno de los elementos más importantes para los organismos vivos, como lo demuestra su abundancia y presencia en todas las moléculas orgánicas. El ciclo del carbono ejemplifica la conexión entre los organismos en varios ecosistemas. El carbono se intercambia entre los heterótrofos y los autótrofos dentro y entre los ecosistemas principalmente a través del CO2 atmosférico, una versión completamente oxidada del carbono que sirve como bloque básico para que los autótrofos puedan construir moléculas orgánicas de alta energía como la glucosa.
¿Sabías qué...?
La liberación mundial de carbono a través de las actividades humanas ha aumentado de 1 billón de toneladas al año en 1940 a 6,5 millones de toneladas en el año 2000.
Los fotoautótrofos y los quimioautótrofos aprovechan la energía del Sol y de los compuestos químicos inorgánicos para unir los átomos de carbono y transformarlos en compuestos orgánicos reducidos cuya energía se puede absorber posteriormente a través de los procesos de respiración y fermentación.
Ciclo del nitrógeno
En el suelo, así como en las raíces de ciertas plantas, el nitrógeno es fijado por bacterias, rayos y radiación ultravioleta.
Ciertas bacterias toman las formas en las que se fijó el nitrógeno y posteriormente lo procesan. Este proceso que se conoce como oxidación proporciona energía para que el ciclo del nitrógeno tenga lugar. Las plantas absorben nitratos o iones de amonio del suelo y los convierten en compuestos orgánicos; por su parte, los animales obtienen nitrógeno mediante el consumo de plantas u otros animales.
Los residuos de los animales contienen nitrógeno; por lo tanto, independientemente de la forma de excreción del animal, algún nitrógeno se libera de nuevo en el ecosistema a través de este proceso.
Muchos problemas ambientales son causados por la interrupción del ciclo del nitrógeno gracias a la actividad humana, desde la producción de smog troposférico hasta la perturbación del ozono estratosférico y la contaminación del agua subterránea. Un ejemplo de uno de los problemas causados es la formación de gases de efecto invernadero.
Ciclo de Azufre
El azufre es un elemento esencial para las macromoléculas de los seres vivos. Varios grupos de microorganismos son responsables de llevar a cabo los procesos implicados en el ciclo del azufre.
Dentro de la porción terrestre, el ciclo comienza con el desgaste de las rocas, lo que hace que el azufre almacenado se libere; luego entra en contacto con el aire donde se convierte en sulfato. El sulfato es absorbido por plantas y microorganismos y se convierte en formas orgánicas; los animales consumen estas formas orgánicas a través de los alimentos, de tal manera que es movido a través de la cadena alimentaria. A medida que los organismos mueren y se descomponen, se libera de nuevo como sulfato y algunos entran en los tejidos de los microorganismos. También hay una variedad de fuentes naturales que emiten azufre directamente en la atmósfera, donde se incluyen las erupciones volcánicas, la descomposición de materia orgánica en pantanos y la evaporación del agua.
El azufre eventualmente se instala en la Tierra. Una pérdida continua de este elemento ocurre a través del drenaje en lagos y arroyos, y ocasionalmente en océanos. Dentro del océano se realizan algunos ciclos de azufre a través de las comunidades marinas, que se mueven a través de la cadena alimentaria; una parte de este es emitida de nuevo a la atmósfera por la evaporación, el restante se pierde en las profundidades del océano, donde se combina con el hierro para formar el sulfuro ferroso que es el responsable del color negro de la mayoría de los sedimentos marinos.
Ciclo del fósforo
El fósforo es un elemento importante para todas las formas de vida. Como fosfato, constituye una parte importante del marco estructural que mantiene el ADN y el ARN juntos. Al igual que el calcio, el fósforo es importante para los vertebrados; en el cuerpo humano, el 80 % del fósforo se encuentra en los dientes y huesos.
El ciclo de fósforo difiere de los otros ciclos biogeoquímicos en que no incluye una fase gaseosa; aunque pequeñas cantidades de ácido fosfórico pueden llegar a la atmósfera, lo que contribuye, en algunos casos, a la lluvia ácida. Muy poco fósforo circula en la atmósfera porque a las temperaturas y presiones normales de la Tierra, el fósforo y sus diversos compuestos no son gases. El fósforo se mueve en un ciclo a través del agua, el suelo, los sedimentos y los organismos, pero el mayor reservorio de fósforo está en la roca sedimentaria.
Con el tiempo, la lluvia y la intemperie causan que las rocas liberen iones de fosfato y otros minerales. Este fosfato inorgánico se distribuye entonces en el suelo y en el agua.
Las plantas absorben fosfato inorgánico del suelo y pueden ser consumidas por los animales; una vez en la planta o el animal, el fosfato se incorpora en moléculas orgánicas como el ADN. Cuando la planta o el animal mueren, se descomponen por la acción de bacterias, el fosfato orgánico se devuelve al suelo y puede estar disponible nuevamente para las plantas. Este proceso se conoce como mineralización.
El fósforo en el suelo puede terminar en los cursos de agua y eventualmente en los océanos. Una vez allí, se puede incorpora con el tiempo a los sedimentos.
El mismo proceso ocurre dentro del ecosistema acuático. El fósforo no es muy soluble, se une fuertemente a las moléculas en el suelo y alcanza principalmente las aguas donde viaja con las partículas de suciedad. Los fosfatos también entran en las vías fluviales a través de escurrimientos de fertilizantes, filtraciones de aguas residuales, depósitos minerales naturales y desechos de otros procesos industriales.
Aunque obviamente es beneficioso para muchos procesos biológicos, en aguas superficiales una concentración excesiva de fósforo se considera un contaminante. El fosfato estimula el crecimiento excesivo del plancton y las plantas, que tienden a consumir grandes cantidades de oxígeno disuelto, lo que potencialmente sofoca a los peces y otros animales marinos, al mismo tiempo que bloquea la luz solar disponible para las especies que habitan en el fondo. Esto se conoce como eutrofización.
Contaminación
Las actividades humanas han aumentado considerablemente los niveles de CO2 en la atmósfera y los niveles de nitrógeno en la biosfera. Los ciclos biogeoquímicos alterados combinados con el cambio climático aumentan la vulnerabilidad de la biodiversidad, la seguridad alimentaria, la salud humana y la calidad del agua.