El ciclo del fósforo o ciclo biogeoquímico del fósforo
Actualizado el martes, 8 marzo, 2022
El ciclo del fósforo es el último y más complejo de los ciclos biogeoquímicos principales, ya que el fósforo es un nutriente esencial que se encuentra en las macromoléculas, incluyendo el ADN de los humanos y otros organismos. En este artículo, os decimos cuál es el ciclo del fósforo, os explicamos en qué consiste el ciclo del fósforo o cómo es el ciclo del fósforo, así como también os hablamos de su importancia, tanto para el medio ambiente como para nosotros mismos.
¿Qué es el ciclo del fósforo? Ciclo del fósforo definición y dibujo
El fósforo (P) es un elemento no metálico, multivalente y sumamente reactivo. La mayor reserva de fósforo está en la corteza terrestre y en los depósitos de rocas marinas. El mineral más abundante en fósforo es la apatita, que se usa como material para la producción de fertilizantes.
La proporción de fósforo en la materia viva, es relativamente pequeña, pero el papel que desempeña es vital. El fósforo es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, muchas sustancias intermedias en la fotosíntesis y en la respiración celular están combinadas con el fósforo, forma parte de las membranas celulares en los fosfolípidos, y los átomos de fósforo proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, además, se encuentra también en las conchas, los huesos y los dientes de animales y del ser humano.
El ciclo del fósforo, ciclo fosfórico o ciclo biogeoquímico del fósforo, es el circuito que describe el movimiento del fósforo dentro de los ecosistemas. Este es un ciclo sedimentario y, por tanto, más lento en comparación con otros ciclos biogeoquímicos, como el del agua, el carbono o el nitrógeno, porque el fósforo circula principalmente en el suelo y en el agua, donde permanece bastante tiempo; razón por la que constituye el principal factor limitante o nutriente limitante, ya que es el nutriente que se encuentra en menor cantidad y, por lo tanto, limita el crecimiento, especialmente en los ecosistemas acuáticos de agua dulce. El ciclo biogeoquímico del fósforo, se trata de un ciclo muy importante por la escasa cantidad de fósforo que existe, en comparación con otros elementos.
En cuanto al ciclo del fósforo resumen, podemos decir que casi todo el fósforo deriva del desgaste temporal de los minerales que contienen dicho elemento. Mediante las aguas y las corrientes, es infiltrado en el suelo y transportado hacia lagos o hasta el mar, donde precipita. El fosfato disuelto en el suelo o en el agua, es captado por las plantas o bacterias, las cuales son comidas por organismos superiores, pasando así el fósforo al resto de la cadena alimentaria. Al morir los organismos, el fósforo orgánico se descompone y regresa a la reserva mineral.
Cuando los compuestos fosfatados de los cuerpos o desechos de los organismos marinos se hunden hasta el suelo oceánico, forman nuevas capas sedimentarias. Con el transcurso de largos periodos de tiempo, la roca sedimentaria fosfatada puede moverse del océano a la tierra mediante un proceso geológico llamado levantamiento. Sin embargo, este proceso es muy lento y el ion fosfato, tiene un tiempo de residencia oceánica de 20,000 a 100,000 años.
Otras fuentes de fósforo pueden ser los volcanes, los excrementos de aves marinas (denominados guano) y los fertilizantes; aunque tanto en el ciclo del fósforo y nitrógeno, el exceso de este puede provocar eutrofización.
Cabe indicar que el ciclo biogeoquímico del fósforo es único en que no presenta un componente gaseoso y no es dinamizado por los microorganismos.
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Ciclo del fósforo etapas o fases
Para ver cómo funciona el ciclo del fósforo con más profundidad, podemos dividirlo en las siguientes etapas:
- Erosión y meteorización: El fósforo abunda en minerales terrestres que se encuentran en tierra firme o en el fondo de los mares. Los efectos constantes de la lluvia, la erosión eólica y solar, así como la acción accidental de la minería del ser humano, permiten que estas reservas de fósforo salgan a la superficie y sean transportadas hasta los diversos ecosistemas.
- Fijación en las plantas y transmisión a los animales: Las plantas absorben el fósforo de los suelos y lo fijan en su organismo, así como las algas y el fitoplancton, lo absorben de las aguas marinas. A partir de ahí, es transmitido a los animales que se alimentan de las plantas/algas, en cuyos cuerpos también es almacenado, y del mismo modo, pasa a los depredadores de dichos animales herbívoros y a sus depredadores, repartiéndose a lo largo de la cadena trófica.
- Retorno al suelo por descomposición: Las excreciones de los animales son ricas en compuestos orgánicos que, al ser descompuestos por las bacterias y otros organismos del reciclaje natural, vuelven a ser fosfatos aprovechables por las plantas o transmisibles al suelo. Lo mismo ocurre cuando los animales mueren y se descomponen.
- Retorno al suelo por sedimentación: Otra vía de retorno del fósforo del cuerpo de los animales hacia la tierra (donde vuelve a formar parte de minerales sedimentarios), es mucho más larga que la permitida por acción de los animales, y tiene que ver con la fosilización de sus restos orgánicos y el desplazamiento tectónico de las reservas de fósforo de origen orgánico hacia las profundidades de la tierra. Sin embargo, tales levantamientos geológicos, pueden demorar miles de años.
Asimismo, también podemos dividir el ciclo biogeoquímico del fósforo en:
- Ciclo del fósforo en el suelo o ciclo terrestre del fósforo: En la meteorización, las rocas fosfatadas son descompuestas, liberando el fósforo en forma de fosfatos. La materia orgánica del suelo, desempeña un papel de amortiguador biológico, si es abundante y su renovación ocurre rápidamente gracias a la presencia de poblaciones microbianas activas, el suelo es constantemente alimentado con fósforo asimilable, sin que tenga tiempo de fijarse. Mediante las raíces, las plantas recogen este fosfato de la litosfera para fijarlo en su estructura vegetal. Al mismo tiempo, los herbívoros comen las hojas de las plantas y absorben los fosfatos para su organismo los cuales se multiplican en la escala trófica de un animal a otro. Cuando estos excretan, los descomponedores actúan volviendo a producir fosfatos. En la descomposición bacteriana de los cadáveres, el fósforo se libera en forma de ortofosfatos (H3PO4) que pueden ser utilizados directamente por los vegetales verdes, formando fosfato orgánico (biomasa vegetal), y la lluvia puede transportar este fosfato a los mantos acuíferos o a los océanos. Otra manera de movilizar fosfatos, es la actividad minera que realiza el hombre a través de la explotación industrial de rocas sedimentarias.
- Ciclo marino o acuático del fósforo: Con el lavado de los suelos, los fosfatos solubles son arrastrados hacia los sistemas acuáticos. Estos fosfatos, alimentan al fitoplancton y a las cadenas tróficas acuáticas. Las aves marinas producen el excremento denominado guano, el cual se usa como abono en la agricultura. Cuando los organismos mueren en el mar, el fósforo se hunde, parte en los sedimentos poco profundos (parte recuperable por el ecosistema) y otra en los profundos (parte perdida), en un proceso geológico muy lento y que solo es recuperable mediante el levantamiento geológico de los sedimentos. Cabe indicar que cerca del 85% de la producción de fósforo se extrae de depósitos sedimentarios marinos, y el resto casi por completo de rocas ígneas.
El fósforo no toma forma de fluidos volátiles (como sí ocurre con el nitrógeno, el carbono y el azufre), lo que le permitiría pasar del mar a la atmósfera y de ésta a la tierra. Por eso, solo hay dos formas en que el fósforo que ha llegado al mar retorne a los ecosistemas terrestres:
- Por acción de las aves marinas, que lo devuelven a tierra a través de sus excrementos.
- Mediante el levantamiento de los sedimentos del océano a tierra firme, proceso geológico que puede llevar miles de años, o la explotación de rocas por parte del hombre.
Características e Importancia del ciclo del fósforo
Como hemos dicho, el fósforo desempeña un papel vital: es componente de los ácidos nucleicos como el ADN, está presente en sustancias de la fotosíntesis y la respiración celular, así como sus átomos proporcionan la base para la formación de los enlaces de alto contenido de energía del ATP, forma parte de las membranas celulares, conchas, huesos y dientes. El fósforo está presente en un 0,2% en las estructuras vegetales y un 1% en las animales. Resulta imprescindible para la obtención de energía, la replicación y la transmisión hereditaria, y es un nutriente limitante.
Por tanto, necesitamos el fósforo para nuestro organismo, de modo que todo esto es para qué sirve el ciclo del fósforo, haciendo circular el fósforo y poniéndolo a disposición de los seres vivos.
Con respecto a las características del ciclo del fósforo, éste se trata de un ciclo muy importante por la escasa cantidad de fósforo que existe, en comparación con otros elementos. El ciclo del fósforo potencia el crecimiento de todos los organismos vivos, incluidas las plantas, por lo que se desarrolla un ecosistema apto para la vida, con buenos niveles de oxígeno gracias a su complemento para la fotosíntesis.
Cabe indicar que, a diferencia de otros ciclos biogeoquímicos, el ciclo del fósforo carece de una fase o etapa atmosférica, por lo que es un ciclo lento.
Como impactos negativos del ciclo del fósforo en el medio ambiente, tenemos que el hombre explota la extracción de fósforo, ya que en agricultura es un abono eficaz, dado que fortalece el crecimiento de los vegetales. También se recurre a este compuesto químico como pesticida y aditivo alimentario, y en el campo de la metalúrgica, se usa como componente para la producción del acero.
Utilizado como fertilizante, las lluvias y regadíos provocan fugas y filtraciones de este elemento hacia lagos, ríos y zonas costeras, promoviendo la eutrofización de los ecosistemas acuáticos, al igual que ocurría con el nitrógeno: tiene lugar un crecimiento excesivo de algas, las cuales pueden agotar el oxígeno del agua y crear zonas muertas.
Fuentes: Wikipedia, Agropal y Geología Web
