Biogeochìmici, Cicli.

Biol. - Il rinnovarsi dei fenomeni chimici e chimico-fisici che sono avvenuti e avvengono sulla Terra grazie all'intervento di particolari microrganismi. Riguardano particolarmente la materia vivente e i prodotti della trasformazione degli organismi viventi soprattutto nel mare. I c.b. sono quelli dell'azoto, del carbonio, del fosforo e dello zolfo, cioè dei fondamentali costituenti, assieme all'ossigeno e all'idrogeno, della materia vivente (protoplasma). Le sostanze organiche presenti nel mare principalmente soggette alla mineralizzazione per mezzo dei microrganismi eterotrofi sono la pectina, la cellulosa, i poliuronidi, le emicellulose, le proteine, gli amminoacidi aromatici e gli acidi grassi. Poiché i microrganismi eterotrofi sono presenti a tutte le profondità del mare, con prevalenza assoluta presso la superficie e sul fondo marino, la loro azione trasformatrice avviene in qualunque settore della massa d'acqua e sul fondo stesso. Il numero, poi, dei microrganismi è sempre molto alto, ma varia grandemente a seconda della profondità e della latitudine; in un grammo di fango estratto dal fondo del Pacifico lungo la fascia equatoriale si sono trovati 31 milioni di microrganismi aerobi e 2.600.000 microrganismi anaerobi; questo alla profondità di 500 m. Oltre ai microrganismi suddetti, nelle acque del mare agiscono anche varie specie di lieviti e di funghi saprobi, aventi le stesse funzioni dei batteri. L'importanza dei cicli dell'azoto, del carbonio, del fosforo e dello zolfo è posta in risalto dalla formula di Ierusalimskii (P = A + B = amct + bmt) in cui P è la quantità di sostanza organica mineralizzata; A la quantità di sostanza organica (energia di ossidazione usata per l'incremento della massa batterica); B la quantità di sostanza organica (energia di ossidazione occorrente per il metabolismo basale dei batteri); a il coefficiente trofico; m la biomassa batterica; c il coefficiente di accrescimento; t il tempo necessario per completare il ciclo; b il coefficiente di metabolismo basale. Dalla formula di Ierusalimskii risulta che la quantità di materia organica/m³ che viene giornalmente mineralizzata dai batteri è compresa fra 1 e 11 mg circa. Un altro importantissimo ciclo b. è quello della fotosintesi, attribuibile all'azione della clorofilla e, in parte, a quella di alcuni microrganismi, tra cui i batteri purpurei fotosintetici, in presenza della luce. In realtà si tratta di un aspetto del ciclo del carbonio, in quanto concerne l'assimilazione di anidride carbonica da parte delle piante verdi. Il fenomeno, oggi largamente studiato, può verificarsi con maggiore o minore velocità, controllabile misurando l'evoluzione dell'ossigeno o l'assorbimento di CO₂; inoltre l'intensità del processo di fotosintesi dipende dalla temperatura; ma l'aumento, parallelo a quello della temperatura stessa, a un certo momento (punto critico) si arresta e anzi diminuisce anche se la temperatura continua ad aumentare.