El ciclo del fósforo
El lento ciclo del fósforo a través de la biósfera. Cómo los fertilizantes que contienen fósforo pueden producir zonas acuáticas muertas.
Puntos más importantes
- El fósforo es un nutriente esencial que se encuentra en las macromoléculas de los humanos y otros organismos, como el A, D, N.
- El ciclo del fósforo es lento. La mayor parte del fósforo que existe en la naturaleza se encuentra en forma de ion fosfato, P, O, start subscript, 4, end subscript, start superscript, 3, minus, end superscript.
- A menudo, el fósforo es el nutriente limitante, o nutriente más escaso, por lo que restringe el crecimiento en los ecosistemas acuáticos.
- Cuando el nitrógeno y el fósforo de los fertilizantes son acarreados por los escurrimientos hasta los lagos y océanos, producen eutrofización: el crecimiento excesivo de algas. Las algas pueden agotar el oxígeno del agua y crear una zona muerta.
Introducción
¿Es importante el fósforo? Eso depende, ¿te gusta tener A, D, N, membranas celulares o huesos en tu cuerpo? Pista: ¡la respuesta probablemente es sí!
El fósforo es un nutriente esencial para los seres vivos. Es una parte fundamental de los ácidos nucleicos, como el A, D, N, y de los fosfolípidos que conforman nuestras membranas celulares. En la forma de fosfato de calcio, también es el componente de soporte de nuestros huesos.
En la naturaleza, el fósforo a menudo es el nutriente limitante —en otras palabras, 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 natural del fósforo
El ciclo del fósforo es lento en comparación con otros ciclos biogeoquímicos como el del agua, el carbono y el nitrógenostart superscript, 1, end superscript.
En la naturaleza, el fósforo se encuentra sobretodo en forma de iones fosfato, P, O, start subscript, 4, end subscript, start superscript, 3, minus, end superscript. Los compuestos fosfatados se encuentran en las rocas sedimentarias y, a medida que estas se meteorizan o desgastan a lo largo del tiempo, el fósforo que contienen se filtra lentamente hacia el suelo y las aguas superficiales. La ceniza volcánica, los aerosoles y el polvo mineral también pueden ser fuentes significativas de fosfatos, aunque el fósforo no tiene realmente una fase gaseosa como el carbono, el nitrógeno y el azufre.
Las plantas pueden absorber los compuestos fosfatados del suelo y transferirlos a los animales que se las comen. Cuando las plantas y los animales excretan desechos o mueren, los fosfatos pueden ser absorbidos por los organismos detritívoros o regresar al suelo. Los compuestos fosfatados también pueden ser transportados en los escurrimientos hacia los ríos, lagos y océanos, donde son absorbidos por los organismos acuáticos.
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 promedio tiene un tiempo de residencia oceánica —tiempo que pasa en el océano— de 20 000 a 100 000 años.
Crédito de imagen: Ciclos biogeoquímicos: Figura 5 por OpenStax College, Concepts of Biology, CC BY 4.0; modificación de la obra de John M. Evans y Howard Perlman, USGS
La eutrofización y las zonas muertas
La mayoría de los fertilizantes que se usan en la agricultura, y en los huertos y jardines, contienen tanto nitrógeno como fósforo, los cuales pueden llegar hasta los ecosistemas acuáticos mediante escurrimientos superficiales. El fertilizante en los escurrimientos puede provocar el crecimiento excesivo de algas y otros microbios que estaban previamente limitados por la cantidad de nitrógeno o fósforo. Este fenómeno se conoce como eutrofización. En algunos casos, parece que el agente principal de la eutrofización es el fósforo y no el nitrógenostart superscript, 2, end superscript.
¿Por qué es perjudicial la eutrofización? Algunas algas hacen que el agua huela o sepa mal o producen compuestos tóxicosstart superscript, 2, end superscript. Además, cuando todas esas algas mueren y son descompuestas por microbios, se usan grandes cantidades de oxígeno en el proceso. Este aumento en el uso de oxígeno puede disminuir fuertemente los niveles de oxígeno disuelto en el agua y conducir a la muerte por hipoxia —falta de oxígeno— de otros organismos acuáticos como los peces y moluscos.
Las regiones de los lagos y océanos que quedan sin oxígeno debido a la afluencia de nutrientes se llaman zonas muertas. El número de zonas muertas se ha ido incrementando durante varios años y para el 2008 existían más de 400. Una de las peores zonas muertas se encuentra frente a la costa de los Estados Unidos en el Golfo de México. El escurrimiento de fertilizantes de la cuenca del río Misisipi creó una zona muerta de 21 919 kilómetros cuadrados. Como puedes ver en la figura siguiente, las zonas muertas se encuentran en áreas muy industrializadas y con alta densidad poblacional alrededor del mundo.
