Door het samenwerken van alle organismen in de natuur worden een eenzijdige vorming en ophoping van verbindingen tegengegaan. Hierdoor blijft het leven op aarde mogelijk, terwijl anders spoedig een tekort aan bepaalde elementen zou optreden.
De elementen maken nu een kringloop door, waarbij zij via meer of minder ingewikkelde verbindingen ten slotte weer in het uitgangsproduct worden omgezet. In de biologische cycli kunnen echter in bepaalde geologische perioden verbindingen gevormd worden, die voor lange tijd niet verder verwerkt worden. Hiertoe behoren petroleum, asfalt, turf, bruinkool, steenkool, guano, diatomeeënaarde, koralenkalk, schelpen, e.d.De elementen, welker cyclus het innigst samenhangt met de levende systemen zijn de koolstof, de stikstof en de zwavel.
Kringloop der koolstof
In de groene planten wordt bij het assimilatie -proces de koolzuur uit de lucht onder opneming van lichtenergie omgezet in suikers, waarbij een sterke toeneming in chemisch gebonden energie optreedt. De afbraak van deze suikers (en van de daaruit gevormde organische verbindingen) tot koolzuur geschiedt nu door de ademhaling van planten en dieren, door tal van gistingsprocessen, zowel aerobe als anaërobe (4 gisting). De volgende schatting geeft een denkbeeld van de snelheid, waarmee de kringloop van de koolstof doorlopen wordt. Men schat de totale hoeveelheid van het element G in de aardkorst tot op een diepte van ca 16 km aanwezig op 2-8 X 1016 ton; deze G is echter in een vorm aanwezig, die door de planten practisch niet gebruikt kan worden. De hoeveelheid C in de zeeën te zamen schat men op 5 X 1013 ton en in de lucht op 6 X 1011 ton. Nu kan de totale binding van het element C door het assimilatieproces van alle landplanten op 1,9 X 1010 ton per jaar gesteld worden en van alle waterplanten (vnl. het plankton in de zee) op 15,5 X 1010 ton per jaar. De planten zouden dus in ca 300-400 jaar de totaal beschikbare hoeveelheid van het element C vastleggen. Opvallend is, dat het C02-gehalte van de lucht (althans gedurende de korte periode, waarover de bepalingen lopen) constant blijft.
Kringloop der stikstof
De planten nemen N03-en NH4-ionen uit het milieu op en zetten deze onder energieopneming om in aminozuren, amiden en eiwitten. Deze verbindingen staan op het hoogste energieniveau in de stikstofcyclus. Afbraak daarvan geschiedt, na het afsterven van het dierlijk of plantaardig organisme, door bacteriële inwerking tot NH3 (bijv. door rottingsbacteriën). Deze NH, kan door nitroso- en nitrobacteriën weer in nitraten worden omgezet (nitrificatieproces). Daarnaast kan echter het NO2-ion door bacteriën in vrije stikstof werden omgezet (denitrificalie; z bacteriën), maar stikstof kan aëroob door Azolobacter, anaëroob door Clostridium en door de bacteriën in de wortelknolletjes van de Leguminosen weer tot NH, en verdere verbindingen worden verwerkt.
Lit.: L. G. M. Baas Becking, Geobiologie (1934).
