Los vegetales y los animales son al mismo tiempo productores y consumidores de ciertos cuerpos químicos esenciales para la vida terrestre: el nitrógeno, el carbono y el oxígeno. Las sucesivas transformaciones de éstos constituyen ciclos, el ciclo del oxígeno, del carbono y del nitrógeno.
Ciclo del nitrógeno
El nitrógeno es indispensable a los seres vivos para fabricar sus proteínas. Se dispone de dos fuentes de nitrógeno: el nitrógeno mineral del suelo y el nitrógeno gaseoso que, en peso, corresponde al 80% de la atmósfera. Sólo algunos organismos (bacterias y algas azules) son capaces de utilizar la fuente —prácticamente inagotable— de nitrógeno gaseoso: de este modo, se fijan anualmente 100 millones de toneladas de nitrógeno atmosférico en el suelo, en forma de materia orgánica nitrogenada.
Las plantas absorben los nitratos del suelo, transformándolos en proteínas; éstas a su vez son absorbidas por los animales y el nitrógeno regresa finalmente al suelo al morir las plantas y animales y en las heces.
Ciclo del oxígeno
El oxígeno no existía en la atmósfera terrestre primitiva. Los vegetales clorofílicos son los que, gracias a la fotosíntesis, liberan en el aire el oxígeno que proviene de la fotolisis del agua. Se ha establecido un equilibrio y actualmente la cantidad de oxígeno en la atmósfera permanece estable, correspondiendo a una quinta parte de ésta. La producción de oxígeno por los vegetales se equilibra con la absorción de oxígeno de los animales. De este modo, todo el oxígeno del aire se renueva cada 2 000 años.
Ciclo del carbono
Se sabe que la fotosíntesis utiliza el gas carbónico: las plantas absorben dióxido de carbono y expulsan oxígeno, mientras que los animales absorben el oxígeno del aire y expulsan gas carbónico. El contenido de gas carbónico de la atmósfera es muy pequeño (0.03 %. en volumen); la fotosíntesis vegetal extrae de la atmosfera 50 000 millones de toneladas anuales de carbono, pero la respiración animal y vegetal expulsa en la atmósfera la misma cantidad aproximadamente, de manera que la cantidad de anhídrido carbónico en la atmósfera se mantiene constante. De esta manera, todo el carbono del aire se renueva cada 300 años. Actualmente, tiende a aumentar la tasa de gas carbónico de la atmósfera, en razón de la utilización intensiva de carburantes fósiles.
