Ecologia: Ciclos biogeoquímicos (água, carbono e nitrogênio)

O estoque do planeta

A vida depende da interação dos organismos com a matéria inorgânica. Uma planta precisa de nitrogênio, que retira do solo, e de dióxido de carbono (CO2), absorvido do ar. E todos os seres vivos necessitam de água para dissolver e transportar substâncias e de oxigênio para o metabolismo. O planeta tem um estoque fixo dessas substâncias essenciais, que estão em constante reciclagem. O caminho delas do ambiente para os seres vivos e destes de volta para o ambiente é o ciclo biogeoquímico.

Ciclo do carbono e do oxigênio

Parte do estoque de carbono da Terra está na atmosfera, na forma de gás carbônico (CO2). Outra parte encontra-se nas células dos organismos. Há, ainda, o carbono guardado no subsolo, nas reservas de gás natural, carvão mineral e petróleo. O carbono do ar é originalmente absorvido pelas plantas, na fotossíntese. E, quando morrem e se decompõem, animais e plantas voltam a liberar o carbono no ambiente. Esse ciclo natural faz com que a quantidade de carbono na atmosfera se mantenha estável, desde que o homem não acelere essa reposição.

Certa quantidade de carbono na atmosfera é fundamental para a existência de vida na Terra. O CO2 é um dos gases que contribuem para o efeito estufa. O CO2 recobre o planeta como um manto, retendo parte da energia solar junto à superfície. Resultado: a Terra tem a temperatura média ideal para a existência de água em estado líquido e, portanto, da vida.

Só que a quantidade de CO2 está crescendo desde o fim do século XIX, quando a industrialização começou a aumentar a queima de combustíveis fósseis (petróleo, gás natural e carvão mineral). Assim, o carbono guardado na forma de combustível fóssil volta à atmosfera.

Com mais CO2 no ar, maior é o efeito estufa e, portanto, mais alta a temperatura média do planeta. Além da ameaça de extinção de espécies mais sensíveis, poucos graus a mais de temperatura podem elevar o nível dos mares e alterar o regime de chuvas e ventos, causando  grandes inundações e longos períodos de seca.  O oxigênio – que constitui 21% da atmosfera – também tem seu ciclo. Esse gás é liberado pelas plantas, na fotossíntese, principalmente as algas  marinhas unicelulares (ftoplânctons). Animais e plantas absorvem oxigênio na respiração e, em  troca, liberam CO2  na fotossíntese. Portanto, o ciclo do oxigênio está diretamente ligado ao ciclo do carbono.

Ciclo da água

A quantidade de água que existe no planeta também não se altera. Segue um ciclo que a leva dos mares à atmosfera, pela evaporação, e de volta à superfície, como chuva. Ao penetrar na terra, a chuva forma lençóis freáticos que aforam em nascentes, que criam rios, que por sua vez desaguam nos mares. E o ciclo se repete. Os vegetais terrestres também contribuem para a liberação: 80% da água absorvida do solo é devolvida na transpiração. Animais ingerem água ao matar a sede e se alimentar de vegetais. Devolvem o líquido à atmosfera por transpiração e ao solo pela excreção. Ao morrerem, animais e vegetais também liberam água, que compõe a maior parte de seus organismos.

Ciclo do nitrogênio

O nitrogênio constitui 78% da atmosfera e faz parte das moléculas de aminoácidos e das bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos, o DNA e RNA. Os animais adquirem nitrogênio ao comer vegetais ou outros animais que se alimentam de vegetais. Depois, devolvem ao ambiente, amônia, ureia e ácido úrico, na forma de excretas nitrogenadas. Os restos mortais de vegetais e animais também liberam amônia, por ação de organismos decompositores.

Mas os vegetais, que precisam desse elemento para seu metabolismo, não conseguem absorvê-lo do ar. Usam, então, bactérias do solo que transformam o gás em amônia, no processo de fixação biológica. As bactérias Rhizobium, que fazem associação com raízes de leguminosas, são as melhores nessa fixação. Como as plantas também não conseguem absorver e incorporar a amônia em suas moléculas, outras bactérias do solo realizam o processo de nitrificação – convertem a amônia em nitrato. Parte dos nitratos e da amônia é novamente transformada em nitrogênio molecular (gás), por um terceiro tipo de bactéria no processo de desnitrificação. Pronto, o ciclo se fechou.