Además de la energía, los organismos requieren para vivir el suministro de elementos químicos que se pueden encontrar en la biósfera, pero que deben ser reciclados constantemente, a fin de asegurar su disponibilidad. Este proceso se denomina ciclos de la materia o ciclos biogeoquímicos.
Los seres vivos toman carbono, nitrógeno y oxigeno y los usan para vivir y crecer. Si están sustancias solo se usaran una vez, se habrían agotado. Todos los animales y plantas respiran, crecen y, finalmente mueren y se descomponen. La descomposición libera las sustancias de su cuerpo a la biósfera para que se utilicen de nuevo.
Los cuerpos de todos los seres vivos se basan en el elemento carbono. Es uno de los principales constituyentes de macromoléculas como lípidos, proteínas e hidratos de carbono. El carbono tiene su origen en el dióxido de carbono de la atmósfera. Las plantas verdes y algunas bacterias lo ingieren y con el fabrican alimento.
Cuando los animales comen plantas, toman parte del carbono. El dióxido de carbono vuelve a la atmósfera por la respiración de los seres vivos o por sus desperdicios o por su descomposición.
Todos los seres vivos necesitan nitrógeno para fabricar proteínas. Intervienen fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.
Los seres vivos toman el oxígeno del aire. Junto con el carbono, hidrógeno y nitrógeno lo utilizan para construir nuevas moléculas en su cuerpo. El oxigeno vuelve a la atmósfera gracias a las plantas verdes durante la fotosíntesis, y en forma de dióxido de carbono, durante la respiración de plantas y animales.
Los ciclos biogeoquímicos son determinantes en la continuidad de la vida, los elementos: carbono, nitrógeno y oxígeno son esenciales para la síntesis de proteínas.
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