Materia orgánica (ecoloxía)

Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Orgánico.

Para a acepción relacionada do eido da química, da materia que contén carbono, véxase materia orgánica.

Ciclo da materia orgánica. Mineralización e humificación (en francés).

Cogomelo de bidueiro (Piptoporus betulinus) nunha póla morta.

Máis da metade do peso da turba é materia orgánica.

A materia orgánica en bioloxía e ecoloxía é a materia ou substancia que procede dos seres vivos. Está formada por estruturas e tecidos de organismos animais ou vexetais, vivos ou mortos, e requiren a intervención de microorganismos para a súa descomposición. Tamén o é o material orgánico producido pola degradación e os compostos orgánicos (moléculas orgánicas).

A materia orgánica ou material orgánico refírese á suma de todas as fontes de compostos con estrutura de carbono que existen en ambientes naturais, transformados ou artificiais, tanto terrestres como acuáticos. Esta materia procede de restos de organismos vivos como bacterias, fungos, algas, plancto e animais. Os restos son cadáveres, excrecións e produtos de desintoxicación metabólica. Polo tanto, a materia orgánica do ambiente pódese atopar en estado sólido ou en solución acuosa.

As moléculas orgánicas tamén se poden formar mediante reaccións químicas fóra dos seres vivos.

As estruturas básicas, máis abundantes e duradeiras son as de celulosa, taninos, lignina, cutina, quitina combinadas con outros tipos de macromoléculas de proteínas, lípidos ou hidratos de carbono. A materia orgánica é moi importante no movemento de nutrientes no medio ambiente e xoga un papel importante na retención de auga na superficie sólida do planeta.

Moléculas orgánicas

Nun organismo vivo hai aproximadamente un 70% de auga. O resto de cada organismo está composto por moléculas orgánicas, que son necesarias para a vida na Terra. Os enlaces covalentes entre os átomos de carbono e hidróxeno forman a base das moléculas orgánicas. Outros elementos constituíntes da materia viva (bioelementos) como o osíxeno, o nitróxeno e o fósforo xogan un papel fundamental nos procesos vitais modificando a estrutura e as propiedades químicas das moléculas orgánicas.

Todo organismo vivo depende do conxunto de moléculas orgánicas que conforman a súa estrutura e proporcionan as funcións da vida. As moléculas orgánicas chamadas biomoléculas crean células vivas xuntándose nas membranas celulares, formando estruturas internas e almacenando e relacionando información xenética. As biomoléculas tamén realizan as actividades necesarias para que as células medren, se desenvolvan e se reproduzan.

Materia orgánica do solo

Materia en fase de compostaxe ou descomposición aeróbica, onde o material orgánico se transforma grazas á exposición ao ar en fertilizante rico en nutrientes para o solo.

O solo está composto por minerais, aire, auga e materia orgánica ademais de organismos vivos. A materia orgánica do solo procede de plantas e animais; por exemplo, nun bosque, as follas caídas e os restos leñosos constitúen esta materia. Co tempo, estes restos transfórmanse en humus, un tipo de materia orgánica estábel que xa non se descompón facilmente. O humus resulta da transformación dos restos orgánicos orixinais animais ou vexetais e intégrase na composición orgánica do solo mediante un proceso chamado "humificación".

Descomposición aeróbica

Descomposición aeróbica. Proceso bioquímico que consiste na transformación de compostos orgánicos do solo por acción microbiana con consumo de osíxeno (O₂) e produción de dióxido de carbono (CO₂). Os compostos finais liberados son sales minerais e compostos orgánicos máis sinxelos que os iniciais, que poden ser reordenados durante a humificación. Constitúe unha parte importante do ciclo do carbono e é o resultado da respiración heterótrofa.

Diagrama de tecnoloxías de fermentación anaeróbica, mostrando diferentes tipos de biomasa e o seu potencial de produción de gas. A fermentación anaeróbica transforma a materia orgánica en produtos como o metano (CH₄) en ausencia de osíxeno.

Descomposición anaeróbica (fermentación)

Proceso metabólico redox que se produce sen presenza de osíxeno, é dicir, en condicións anaeróbicas, mediante o cal un substrato orgánico se transforma en produtos co mesmo grao medio de oxidación que os reactivos de partida, debido a que actúan simultaneamente como un doador e como aceptor de electróns. A enerxía producida é moito menor que na respiración. A fermentación da materia orgánica pode dar lugar á formación de produtos con efectos fitotóxicos, como o ácido acético, que é máis tóxico a baixos valores de pH, xa que logo é lipófilo e solúbel nos compoñentes lipídicos das membranas das plantas. Tamén pode producir a emisión de biogás con efecto invernadoiro, como o metano (CH₄).

Proceso de diaxénese da materia orgánica en diferentes ambientes deposicionais, incluíndo formacións fluviais, deltaicas, e de arrecife. As transformacións químicas están favorecidas pola acción de minerais como a montmorillonita e a dolomita.

Diaxénese da materia orgánica

Primeira etapa de maduración da materia orgánica dos sedimentos, que inclúe as transformacións tanto como se produciu o depósito. As accións biolóxicas, especialmente as que se desenvolven por debaixo dos 30 °C, producen a degradación da materia orgánica e a formación dos denominados gases temperáns, especialmente metano bioxénico ou biometano, mentres se produce unha forte compactación do sedimento e expulsión de auga.

As primeiras reaccións químicas vense favorecidas pola acción catalítica dalgúns minerais, especialmente a montmorillonita e a dolomita, e con isto a relación O/C do queróxeno (basicamente a do tipo III) diminúe rapidamente e xérase auga, CO₂, metano e etano, formacións de compostos heteroatómicos, como resinas e asfaltenos.

Durante a diaxénese, porén, algúns compostos orixinais permanecen inalterados, ou con pequenas modificacións, denominados fósiles xeoquímicos (en proporcións moi baixas de 10 a 100 ppmm) e que teñen un gran interese xeoquímico na definición de ambientes deposicionais. A diaxénese está limitada polo índice de reflectancia da vitrinita <0,5 % e a temperatura inferior a 5060 °C. Por riba destes valores, introdúcese a seguinte fase de maduración chamada cataxénese. A diaxénese dos carbóns alcanza a fase de lignito brillante e o límite de materia volátil é > 45%.

Materia orgánica na auga

Neve mariña.

A auga dos ecosistemas naturais contén organismos vivos, organismos mortos que se descompoñen gradualmente e feces. A materia orgánica de alto peso molecular das masas de auga cae ao fondo por gravidade. No seu proceso de caída, que ás veces se denomina "neve mariña", os nutrientes da materia orgánica alimentan aos seres vivos que tamén contribúen á sedimentación. Así, no fondo de lagos e océanos profundos, fórmase unha capa de materia orgánica que sofre unha lenta descomposición anaeróbica e segue proporcionando nutrientes aos seres vivos. A actividade dos virus nos ecosistemas mariños é importante: Infectan plancto heterótrofo e autótrofo. Tamén infectan procariotas heterótrofos en capas bentónicas. Os virus actúan como un acelerador do afundimento dos sedimentos.

A cantidade de materia orgánica na auga pode ser un factor de contaminación cando ten valores fóra dos intervalos desexábeis. Ao longo do ciclo natural da auga, podes atopar materia orgánica. Se nos referimos ao ciclo urbano da auga, atopamos que a cantidade de materia orgánica na auga potable é un parámetro controlado, xa que un alto contido de materia orgánica pode aumentar o risco de infeccións na poboación consumidora de auga potable. Unha vez que a auga se utiliza no fogar ou en determinadas industrias alimentarias ou que traballan con cadáveres, a cantidade de materia en suspensión ou disolución é tan grande que o servizo das depuradoras é obrigado a devolver o nivel a valores aceptábeis.

Biomasa

Gráfico sobre biomasa, referido á masa do material biolóxico dos seres vivos.

A biomasa é orgánica e está feita de materiais que proveñen de organismos vivos, como plantas e animais. Hai dous significados (o máis común) de biomasa.

O termo biomasa utilizouse orixinalmente no campo da ecoloxía e no estudo ecolóxico dos ecosistemas naturais, para referirse ao total de organismos vivos existentes nunha comunidade ou nun ecosistema, medido como masa, no que a miúdo incluía tamén a materia orgánica non viva. utilizable como fonte de enerxía e necesaria para a actividade biolóxica.

Panel en Vitoria-Gasteiz sobre a produción térmica de biomasa.

A biomasa, no ámbito da tecnoloxía das fontes de enerxía renovables, é a materia orgánica de orixe vexetal ou animal, que pode ser utilizada como fonte de enerxía, ben como combustible ou para outros procesos. Os materiais de biomasa máis utilizados para a enerxía son as plantas, a madeira e os residuos. Chámanse materias primas de biomasa. A enerxía da biomasa tamén pode ser unha fonte de enerxía non renovable.

Teoría do vitalismo

Retrato litográfico de Friedich Wöhler.

A agora abandonada teoría do vitalismo cualificou de “orgánico” todo o que ten que ver cos organismos vivos e atribuíu unha forza especial á vida, crendo que era a única capaz de crear substancias orgánicas. Coa síntese abiótica (inorgánica) de urea de Friedrich Wöhler en 1828, esta teoría comezou a ser amplamente cuestionada.

Véxase tamén

Bibliografía

• COMAS HOMS, L. Biodegradabilitat aeròbia i anaeròbia de la matèria orgànica acumulada en aiguamolls per depurar aigua. Universitat Politècnica de Catalunya. Departamento de Enxeñaría Hidraulica. 2011. p. 114.  (tesina)
• Detritus and Decomposition in Ecosystems (en inglés) (1ª ed.). New India Publishing. 2007. p. 280. ISBN 9788189422158. 
• Natural Organic Matter in Water: Characterization and Treatment Methods (en inglés). Butterworth-Heinemann. 2014. p. 284. ISBN 9780128017197. 

Ligazóns externas

• A importancia da materia orgánica do solo (SOM)
• Residuos orgánicos. Definición e características (ARC)
• Enerxía de biomasa (National Geographic)