Ecológica functionEdit

el Fósforo es un nutriente esencial para las plantas y los animales. El fósforo es un nutriente limitante para los organismos acuáticos. El fósforo forma parte de moléculas importantes que sustentan la vida y que son muy comunes en la Biosfera. El fósforo entra en la atmósfera en cantidades muy pequeñas cuando el polvo se disuelve en el agua de lluvia y en los mares, pero permanece principalmente en la tierra y en las rocas y los minerales del suelo., El ochenta por ciento del fósforo extraído se utiliza para hacer fertilizantes. Los fosfatos de fertilizantes, aguas residuales y detergentes pueden causar contaminación en lagos y arroyos. El enriquecimiento excesivo de fosfato en las aguas marinas tanto frescas como costeras puede dar lugar a floraciones masivas de algas que, cuando mueren y se descomponen, solo conducen a la eutrofización de las aguas dulces. Un ejemplo de esto es el área de Lagos experimentales Canadienses. Estas floraciones de algas de agua dulce no deben confundirse con aquellas en ambientes de agua salada., Investigaciones recientes sugieren que el contaminante predominante responsable de las floraciones de algas en los estuarios de agua salada y los hábitats marinos costeros es el nitrógeno.

El fósforo se encuentra más abundantemente en la naturaleza como parte del ion ortofosfato (PO4) 3 -, que consiste en un átomo P y 4 átomos de oxígeno. En tierra, la mayor parte del fósforo se encuentra en rocas y minerales. Los depósitos ricos en fósforo generalmente se han formado en el océano o a partir del guano, y con el tiempo, los procesos geológicos llevan los sedimentos oceánicos a la tierra., La intemperie de rocas y minerales libera fósforo en una forma soluble donde es absorbido por las plantas, y se transforma en compuestos orgánicos. Las plantas pueden ser consumidas por los herbívoros y el fósforo se incorpora a sus tejidos o se excreta. Después de la muerte, el animal o la planta se descompone, y el fósforo se devuelve al suelo donde una gran parte del fósforo se transforma en compuestos insolubles. La escorrentía puede llevar una pequeña parte del fósforo al océano., Generalmente con el tiempo (miles de años) los suelos se vuelven deficientes en fósforo, lo que lleva al retroceso del ecosistema.

piscinas principales en sistemas acuáticoseditar

hay cuatro piscinas principales de fósforo en ecosistemas de agua dulce: fósforo inorgánico disuelto (DIP), fósforo orgánico disuelto (DOP), fósforo orgánico particulado (POP) y fósforo inorgánico particulado (PIP). El material disuelto se define como sustancias que pasan a través de un filtro de 0,45 µm. DIP consiste principalmente en ortofosfato (PO43-) y polifosfato, mientras que DOP consiste en ADN y fosfoproteínas., Las partículas son las sustancias que quedan atrapadas en un filtro de 0,45 µm y no pasan a través de él. El POP consiste en organismos vivos y muertos, mientras que el PIP consiste principalmente en hidroxiapatita, Ca5 (PO4) 3OH.

función Biológicaeditar

la importancia biológica primaria de los fosfatos es como un componente de los nucleótidos, que sirven como almacenamiento de energía dentro de las células (ATP) o cuando se unen entre sí, forman los ácidos nucleicos ADN y ARN. La doble hélice de nuestro ADN solo es posible debido al puente de éster de fosfato que une la hélice., Además de fabricar biomoléculas, el fósforo también se encuentra en los huesos y el esmalte de los dientes de los mamíferos, cuya fuerza se deriva del fosfato de calcio en forma de hidroxiapatita. También se encuentra en el exoesqueleto de insectos y fosfolípidos (que se encuentran en todas las membranas biológicas). También funciona como un agente tampón en el mantenimiento de la homeostasis base ácida en el cuerpo humano.,

ciclo del Fosforeseditar

los fosfatos se mueven rápidamente a través de plantas y animales; sin embargo, los procesos que los mueven a través del suelo o el océano son muy lentos, haciendo que el ciclo del fósforo en general sea uno de los ciclos biogeoquímicos más lentos.,

el ciclo Mundial del fósforo incluye cuatro procesos principales: (i) elevación tectónica y exposición de rocas portadoras de fósforo, como la apatita, a la intemperie superficial; (II) erosión física y erosión química y biológica de rocas portadoras de fósforo para proporcionar fósforo disuelto y particulado a suelos, lagos y ríos; (iii) transporte fluvial y subsuperficial de fósforo a varios lagos y escorrentía al océano; (iv) sedimentación de fósforo particulado (p. ej.,, fósforo asociado con materia orgánica y minerales de óxido/carbonato) y eventualmente enterramiento en sedimentos marinos (este proceso también puede ocurrir en lagos y ríos).

en los sistemas terrestres, la biodisponibilidad de P (‘P reactivo’) proviene principalmente de la intemperie de rocas que contienen fósforo. El mineral de fósforo primario más abundante en la corteza es la apatita, que puede ser disuelta por ácidos naturales generados por microbios y hongos del suelo, o por otras reacciones químicas de erosión y erosión física., El fósforo disuelto es biodisponible para los organismos terrestres y las plantas y se devuelve al suelo después de su descomposición. La retención de fósforo por los minerales del suelo (por ejemplo, la adsorción en oxihidróxidos de hierro y aluminio en suelos ácidos y la precipitación en calcita en suelos neutros a calcáreos) generalmente se considera como el proceso más importante para controlar la biodisponibilidad de P terrestre en el suelo mineral. Este proceso puede conducir a un bajo nivel de concentraciones de fósforo disuelto en la solución del suelo., Las plantas y microorganismos utilizan diversas estrategias fisiológicas para obtener fósforo a partir de este bajo nivel de concentración de fósforo.

El fósforo del suelo generalmente se transporta a ríos y lagos y luego puede ser enterrado en sedimentos lacustres o transportado al océano a través de la escorrentía del río. La deposición atmosférica de fósforo es otra importante fuente marina de fósforo para el océano. En el agua de mar superficial, El fósforo inorgánico disuelto, principalmente ortofosfato (PO43 -), es asimilado por el fitoplancton y transformado en compuestos orgánicos de fósforo., La lisis celular del fitoplancton libera fósforo inorgánico y orgánico disuelto celular al ambiente circundante. Algunos de los compuestos orgánicos de fósforo pueden ser hidrolizados por enzimas sintetizadas por bacterias y fitoplancton y posteriormente asimilados. La gran mayoría del fósforo se remineraliza dentro de la columna de agua, y aproximadamente el 1% del fósforo asociado transportado a las profundidades del mar por las partículas que caen se elimina del reservorio oceánico por enterramiento en sedimentos., Una serie de procesos diagenéticos actúan para enriquecer las concentraciones de fósforo en el agua de los poros del sedimento, lo que resulta en un flujo de retorno bentónico apreciable de fósforo a las aguas del fondo suprayacente. Estos procesos incluyen (i) la respiración microbiana de la materia orgánica en los sedimentos, (II)La reducción microbiana y la disolución de óxidos de hierro y manganeso (oxyhydr) con la posterior liberación de fósforo asociado, que conecta el ciclo del fósforo con el ciclo del hierro, y (iii)la reducción abiótica de óxidos de hierro (oxyhydr) por sulfuro de hidrógeno y la liberación de fósforo asociado al hierro., Además, (I) El fosfato asociado con el carbonato de calcio y (ii) la transformación del fósforo unido al óxido de hierro en vivianita juegan un papel crítico en el entierro de fósforo en sedimentos marinos. Estos procesos son similares al ciclo del fósforo en lagos y ríos.

aunque el ortofosfato (PO43 -), la especie P inorgánica dominante en la naturaleza, es estado de oxidación (P5+), ciertos microorganismos pueden usar fosfonato y fosfito (P3+ estado de oxidación) como fuente de P oxidándolo a ortofosfato., Recientemente, la rápida producción y liberación de compuestos de fósforo reducido ha proporcionado nuevas pistas sobre el papel del P reducido como eslabón perdido en el fósforo oceánico.

minerales Fosfáticoseditar

la disponibilidad de fósforo en un ecosistema está restringida por la tasa de liberación de este elemento durante la intemperie. La liberación de fósforo a partir de la disolución de la apatita es un control clave de la productividad del ecosistema. El mineral primario con contenido significativo de fósforo, la apatita sufre carbonatación.,

poco de este fósforo liberado es absorbido por la biota (forma orgánica), mientras que una mayor proporción reacciona con otros minerales del suelo. Esto conduce a la precipitación en formas no disponibles en la etapa posterior de la meteorización y el desarrollo del suelo. El fósforo disponible se encuentra en un ciclo biogeoquímico en el perfil superior del suelo, mientras que el fósforo encontrado a profundidades más bajas está involucrado principalmente en reacciones geoquímicas con minerales secundarios. El crecimiento de las plantas depende de la rápida absorción radicular del fósforo liberado de la materia orgánica muerta en el ciclo bioquímico., El fósforo es limitado en el suministro para el crecimiento de las plantas. Los fosfatos se mueven rápidamente a través de plantas y animales; sin embargo, los procesos que los mueven a través del suelo o el océano son muy lentos, haciendo que el ciclo del fósforo en general sea uno de los ciclos biogeoquímicos más lentos.

Los ácidos orgánicos de bajo peso molecular (LMW) se encuentran en los suelos. Proceden de las actividades de diversos microorganismos en los suelos o puede ser exudados de las raíces de las plantas vivas. Varios de esos ácidos orgánicos son capaces de formar complejos organometálicos estables con varios iones metálicos que se encuentran en soluciones de suelo., Como resultado, estos procesos pueden conducir a la liberación de fósforo inorgánico asociado con aluminio, hierro y calcio en los minerales del suelo. La producción y liberación de ácido oxálico por hongos micorrícicos explica su importancia en el mantenimiento y suministro de fósforo a las plantas.

la disponibilidad de fósforo orgánico para apoyar el crecimiento microbiano, vegetal y animal depende de la velocidad de su degradación para generar fosfato libre. Hay varias enzimas como fosfatasas, nucleasas y fitasas involucradas para la degradación., Algunas de las vías abióticas en el medio ambiente estudiadas son reacciones hidrolíticas y reacciones fotolíticas. La hidrólisis enzimática del fósforo orgánico es un paso esencial en el ciclo biogeoquímico del fósforo, incluida la nutrición del fósforo de las plantas y los microorganismos y la transferencia del fósforo orgánico del suelo a las masas de agua. Muchos organismos dependen del fósforo derivado del suelo para su nutrición con fósforo.,

Phosphorus and EutrophicationEdit