El movimiento de la materia a través de
un ecosistema constituye los ciclos de materia, también llamados ciclos de
minerales, o ciclos de nutrientes, ya que elementos como el nitrógeno, el
fósforo y el potasio son minerales que nutren a las plantas. La materia se
mueve a través de los ecosistemas en un ciclo de producción y consumo. Los
elementos más importantes son carbono, oxígeno e hidrógeno, requeridos para la
fotosíntesis, y nitrógeno, fósforo, azufre, calcio y magnesio, que se necesitan
para la construcción de proteínas y otros compuestos estructurales de los
cuerpos de los seres vivos. El crecimiento de las plantas también requiere
potasio y algunos otros elementos en menor cantidad (hierro, cobre, boro, zinc,
y manganeso, entre otros). Estos elementos se transfieren del suelo y el agua a
las plantas verdes mientras crecen (esto es, durante la producción). Regresan
al suelo y al agua cuando las cadenas de carbono se rompen durante el consumo.
Todos sus tejidos contienen carbono
(C), hidrógeno (H) y oxígeno (O), siendo los compuestos mayoritarios agua,
glúcidos, prótidos y lípidos.
Son glúcidos los polisacáridos,
cadenas lineales (como la celulosa) o ramificadas (como el glucógeno) de
azúcares sencillos (como la glucosa), así como las entidades que resultan de su
hidrólisis (rotura con adición de agua).
Además de carbono, oxígeno e
hidrógeno, todos los prótidos contienen nitrógeno y algunos azufre (S);
pertenecen a este grupo las proteínas, como la hemoglobina o el colágeno,
cadenas formadas por unos compuestos denominados aminoácidos y también las fracciones
menores procedentes de ellas (peptonas, péptidos, aminoácidos).
Los lípidos contienen carbono,
hidrógeno y oxígeno, y algunos además nitrógeno o fósforo. Salvo excepciones,
no se presentan formando cadenas y los más abundantes son los glicéridos (como
la trioleína
del aceite de oliva) combinaciones de la glicerina con ácidos grasos.
Además de estos elementos están el
calcio (Ca), que forma parte de los huesos y de la leche, el azufre (S), que
puede encontrarse en huevos y pelo, el hierro (Fe) de la sangre y del músculo,
el cloro (Cl) de los jugos gástricos, el sodio (Na)
y el potasio (K) de fluidos y tejidos, el magnesio (Mg) de la clorofila, el
cobalto (Co) de la vitamina B12, etc
Como hemos visto los seres vivos están caracterizados, entre otras
cosas, por poseer una organización celular, es decir determinadas moléculas se
organizan de una forma particular y precisa e interactúan entre sí para
establecer la estructura celular. Así como las células son los ladrillos
con los que se construyen los tejidos y los organismos, las moléculas son los
bloques con que se construyen las células.
Al estudiar químicamente estas moléculas observamos que las mismas
están constituidas en un 98% por elementos tales como C, H, O, N, P y S; ( el 2
% restante esta representado por elementos como el Fe, Ca , Na, K, Cu, Mg, I, Cl. Etc.)
La combinación de estos seis elementos puede dar lugar a la formación
de millones de moléculas distintas, sin embargo como veremos más adelante, la
mayoría de los seres vivos está formado por un número relativamente bajo
de tipos de compuestos.
Aquellos compuestos en cuya composición interviene el carbono se los
denomina compuestos orgánicos; dentro de este grupo podemos mencionar a los
monosacáridos , polisacáridos, aminoácidos, proteínas, lípidos , nucleótidos y
ácidos nucleicos ( no son los únicos compuestos orgánicos que existen, pero sí
son la mayoría). Estos representan aproximadamente el 30% de la composición
química de los seres vivos . El 70% lo constituye el agua. También
encontramos algunos iones tales como el Na, Fe, Ca, K, etc. en proporciones muy pequeñas.