Ciclo do fósforo: entenda como funciona

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O ciclo biogeoquímico do fósforo vem sofrendo cada vez mais interferências humanas

Ciclo do fósforo

Para entender como funciona o ciclo do fósforo primeiro é preciso conhecer o seu componente principal: o fósforo (P). O fósforo é um elemento químico que reage muito facilmente com os demais. Por este motivo não é encontrado naturalmente sem que esteja ligado a algum outro elemento. É também um dos componentes mais essenciais na natureza - para se ter uma ideia, ele ostenta o segundo lugar (logo atrás do cálcio) em abundância nos tecidos humanos.

Funções no organismo

Em organismos, ele também é componente essencial das células, fazendo parte das moléculas de DNA e RNA. Algumas de suas funções no organismo são:

  • ser integrante da estrutura de ossos e dentes (conferindo a eles maior solidez);
  • participar de reações com moléculas orgânicas formadas por hidrogênio, oxigênio e carbono (chamadas de glicídios);
  • atuar na contração muscular.
Alguns dos principais glicídios são a glicose, a sacarose, o amido e a celulose.

O mais simples

O ciclo biogeoquímico (chamado dessa maneira por englobar tanto a parte química quanto geológica e biológica do ecossistema) do fósforo é considerado um dos mais simples, e isso se deve ao fato de que este elemento não é encontrado na atmosfera, mas é, em vez disso, constituinte de rochas da crosta terrestre. Por esse motivo, seu ciclo não é classificado como atmosférico, como acontece por exemplo com o ciclo do nitrogênio. Neste caso, ele é classificado como sedimentar.

Outro motivo que o leva a ser considerado o ciclo biogeoquímico mais simples é que o único composto de fósforo realmente importante para os seres vivos é o fosfato, composto da união de um átomo de fósforo com três de oxigênio (PO43-).

Grupos fosfato

Em relação às células vivas, uma importante função dos grupos fosfato é sua atuação como estoque de energia. Essa energia é armazenada em ligações químicas de moléculas de ATP, a adenosina trifosfato, a partir do metabolismo (ou quebra) das moléculas de glicídios; um processo que gera energia. Essa energia armazenada pode então ser transferida para a realização de qualquer processo celular.

Esses mesmos grupos fosfato também são capazes de ativar e desativar enzimas celulares que catalizam diversas reações químicas. Além disso, o fósforo é também importante para a formação de moléculas denominadas fosfolipídeos, que são os maiores componentes das membranas celulares; membranas que se envolvem externamente as células apresentando três principais funções: revestimento, proteção e permeabilidade seletiva (seleciona quais substâncias entram e saem da célula).

O ciclo

ciclo do fósforo

O principal reservatório de fósforo na natureza são as rochas, somente sendo liberado delas por meio do intemperismo. O intemperismo é um conjunto de fenômenos (sejam físicos, químicos ou biológicos) que levam à desagregação e alteração da composição química e mineralógica das rochas, transformando-as em solo, liberando o fosfato.

Por ser um composto solúvel, ele é facilmente carregado até rios, lagos e oceanos pelo processo de lixiviação (solubilização dos constituintes químicos de uma rocha, mineral ou solo pela ação de um fluido, como por exemplo as chuvas) ou então é incorporado em organismos vivos.

Essa incorporação se dá, nas plantas, pela absorção do fosfato por meio do solo. Dessa forma, ele é utilizado pelos organismos na formação de compostos orgânicos de fosfato que são essenciais à vida (sendo a partir daí chamado de fosfato orgânico). Nos organismos animais, o fosfato tem sua entrada por meio da ingestão direta de água e por biomagnificação (processo onde a concentração de um composto aumenta ao longo da cadeia alimentar).

A decomposição da matéria orgânica por organismos decompositores faz com que o fosfato orgânico seja devolvido ao solo e água em sua forma inorgânica.

Os micro-organismos encontrados no solo, por sua vez, desempenham importantes papéis no ciclo do fósforo e em sua disponibilidade para as plantas por meio dos seguintes fatores:

  1. Incorporação do fósforo na matéria orgânica microbiana;
  2. Solubilização de fósforo inorgânico;
  3. Associação entre plantas e fungos;
  4. Mineralização do fósforo orgânico.

Incorporação do fósforo na matéria orgânica microbianaatr

Ao ser incorporado em organismos vivos, o fósforo pode ser imobilizado, ou seja, fica “preso”, e durante este período o ciclo dessas moléculas é interrompido. Sua liberação, para que se possa dar continuidade ao ciclo, pode se dar por meio dos seguintes fenômenos:
  • Ruptura das células microbianas;
  • Variações climáticas e manejo do solo;
  • Interações com a microfauna, que ao se alimentar de micro-organismos, libera diversos nutrientes no solo.

Há algumas vantagens nessa incorporação do fósforo em organismos vivos. Por exemplo, este processo evita sua fixação por longos períodos em minerais do solo (de onde ele somente seria retirado pelo intemperismo), aumentando a eficiência da adubação por fosfato.

Solubilização de fósforo inorgânico

Bactérias e fungos, incluindo micorrizas, excretam ácidos orgânicos que atuam dissolvendo diretamente o fósforo inorgânico.

  • Muitos micro-organismos do solo são descritos como hábeis a dissolver diferentes tipos de fosfatos de rochas;
  • O maior mecanismo de solubilização é a ação de ácidos orgânicos sintetizados por bactérias.
  • Estes ácidos produzidos por organismos são grandes geradores de íons H+, que são capazes de dissolver fosfato mineral e torná-lo disponível às plantas.

Associação entre plantas e fungos

Se dá por meio das micorrizas, que são bactérias associadas às raízes das plantas que promovem o mutualismo entre as raízes das plantas e os fungos do solo, de modo que a planta fornece energia e carbono para os fungos por meio da fotossíntese, e estes devolvem o favor ao absorver nutrientes minerais e ao transferi-los às raízes das plantas.

Mineralização do fósforo orgânico

Além do fósforo da matéria orgânica microbiana, da atuação dos micro-organismos solubilizadores de fosfato e dos fungos associados às raízes, a produção de enzimas por parte de alguns micro-organismos e plantas é responsável pela mineralização do fósforo orgânico, que é sua transformação em fósforo inorgânico.

Uma vez em lagos e mares, o fósforo pode, além de ser absorvido por organismos, se incorporar às rochas, fechando o ciclo.

O ciclo do fósforo tende a ser longo. Um único átomo pode passar até 100 mil anos sendo ciclado, até que se sedimente novamente gerando as rochas. Aos sedimentos, o fósforo pode permanecer associado por mais de 100 milhões de anos.

Problemas

Cada vez mais a atividade humana tem alterado o ciclo natural deste macronutriente, seja por meio de atividades como mineração ou pelo amplo uso de fertilizantes.

O excesso de fósforo quando lixiviado para cursos d'água acaba por aumentar a biodisponibilidade deste nutriente no ambiente aquático e, como consequência, pode intensificar o desenvolvimento de algas. Um número cada vez maior de algas em um lago, por exemplo, fará reduzir a quantidade de luz que penetra neste ambiente (reduzindo drasticamente a zona trófica), prejudicando outros organismos locais. Este processo é denominado eutrofização (você pode ler mais sobre a influência do uso de fertilizantes no processo de eutrofização na matéria: " O que são fertilizantes?").

Veja também algumas fotos desse efeito:

Eutrofização
Eutrofização
Eutrofização

Veja também:

 

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