Questão de Biologia — Ecologia e ciências ambientais — CESPE / CEBRASPE 2023

Ciclos biogeoquímicos: carbono, nitrogênio, água e fósforo

Gabarito: letra C. Todos os organismos heterotróficos terrestres obtêm carbono indiretamente de organismos fotossintéticos, pois dependem, em última instância, da matéria orgânica produzida pelos autotróficos fotossintetizantes (produtores) para obter carbono e energia. As demais alternativas apresentam erros conceituais: a fixação do nitrogênio não se aplica a qualquer gás nitrogenado, o ciclo da água é sim um ciclo biogeoquímico (em sua versão longa), e os fosfatos são pouco solúveis e escassos na maioria dos solos.

Os ciclos biogeoquímicos descrevem a circulação de átomos entre a biosfera (quando integram substâncias orgânicas dos seres vivos) e o meio abiótico (quando constituem substâncias inorgânicas da atmosfera, hidrosfera e litosfera). Cada ciclo tem reservatórios e processos específicos, e a banca explora justamente as confusões entre eles: o que é fixação biológica, quem participa de cada ciclo, e a solubilidade dos compostos.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A fixação do nitrogênio é um processo específico: a conversão do gás nitrogênio atmosférico ($N_2$) em compostos nitrogenados utilizáveis pelos seres vivos, como amônia ($NH_3$) e nitratos ($NO_3^-$). A alternativa erra ao generalizar para "qualquer gás que contenha átomos de nitrogênio" — por exemplo, o óxido nitroso ($N_2O$) ou o dióxido de nitrogênio ($NO_2$) não são convertidos por esse processo. Além disso, a fixação é realizada principalmente por bactérias (livres ou simbiontes, como as do gênero Rhizobium) e por descargas elétricas, não sendo uma transformação genérica de qualquer gás nitrogenado.

Alternativa B — ❌ Incorreta

O ciclo da água (ou ciclo hidrológico) é, sim, um ciclo biogeoquímico. A confusão vem do fato de que existe um ciclo curto da água, que envolve apenas evaporação e condensação, sem participação direta dos seres vivos — e esse ciclo curto, a rigor, não é biogeoquímico. Porém, há também o ciclo longo, no qual a água e seus elementos (hidrogênio e oxigênio) transitam pelos seres vivos, sendo absorvida, utilizada no metabolismo e devolvida ao ambiente. É essa versão longa que caracteriza o ciclo da água como biogeoquímico.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Os organismos heterotróficos (consumidores e decompositores) não conseguem produzir sua própria matéria orgânica a partir de compostos inorgânicos; eles dependem da matéria orgânica preexistente. Essa matéria orgânica, em última instância, é produzida pelos organismos fotossintéticos (plantas, algas e cianobactérias), que convertem $CO_2$ em compostos de carbono. Assim, todo heterotrófico terrestre obtém carbono indiretamente dos fotossintetizantes, seja consumindo-os diretamente (herbívoros), seja consumindo outros heterotróficos (carnívoros), seja decompondo restos orgânicos (decompositores).

Alternativa D — ❌ Incorreta

Os fosfatos ($PO_4^{3-}$) são compostos pouco solúveis em água e, na maioria dos solos, estão presentes em quantidades limitadas — o fósforo é um dos nutrientes que mais frequentemente limita o crescimento das plantas. A alternativa inverte os fatos: se fossem muito solúveis e abundantes, não haveria a necessidade de fertilizantes fosfatados nem a preocupação com a escassez de fósforo nos ecossistemas. O ciclo do fósforo é considerado um ciclo sedimentar, sem fase gasosa significativa, e sua baixa solubilidade é um fator-chave para essa característica.

Gabarito: letra C