Obieg węgla
Drugi z podstawowych cykli biochemicznych to obieg węgla. Bierze w nim udział węgiel w postaci atomowej lub w różnych związkach. Obieg ten polega na wymianie głównie dwutlenku węgla z atmosferą ziemską. Dwutlenek węgla biorący udział w wymianie pochodzi przede wszystkim z oceanów, gdzie jest go około 16 razy więcej niż w atmosferze. Powstaje również w procesach termicznego rozkładu surowców energetycznych (spalanie, wydobywanie się w czasie erupcji wulkanów i gorących źródeł oraz w procesach oddychania organizmów żywych. Najbardziej zaskakujące jest to, że prawie 90% przemian, związanych z oddychaniem, jest udziałem glonów żyjących w oceanach. Ogółem roślin, wiążąc 160 mld ton węgla, wytwarzają 400 mld ton tlenu w ciągu roku na obszarze całego globu.
Mechanizm łańcuchów pokarmowych powoduje przejmowanie zasobów węgla zgromadzonych w roślinach przez organizmy zwierzęce. Procesy metaboliczne, towarzyszące procesom życiowym roślin i zwierząt, powodują usuwanie pewnych ilości związków węgla. Natomiast szczątki jednych i drugich, podlegają procesą mineralizacji, są źródłem powstawania dwutlenku węgla. W tego typu procesach powstaje kompost, próchnica użyźniająca glebę, a także złoża torfu. Podobne przemiany, lecz w innych okresach i warunkach geologicznych, towarzyszyły powstawaniu złóż węgla kamiennego oraz brunatnego, jak również ropy naftowej.
Obieg azotu
Zachowaniu równowagi azotowej między biosferą a atmosferą sprzyjają cykliczne przemiany związków azotu w biosferze. Polegają one na:
wiązaniu przez bakterie azotu cząsteczkowego znajdującego się w atmosferze
przyswajaniu przez rośliny związków azotu, takich jak azotany i amoniak (w powiazaniu z syntezą białek)
uruchomieniu mechanizmów łańcuchów pokarmowych rośliny-zwierzęta
wyzwalaniu do atmosfery wolnego azotu z wydalin i obumarłych organizmów
Procesy te, będące wynikiem działania mikroorganizmów, następują zarówno w glebie, jak i w wodach.
Obieg fosforu
Obieg fosforu w przyrodzie jest związany z dwoma biogeochemicznymi cyklami przebiegającymi głównie w zbiornikach wód morskich i oceanicznych oraz na lądzie w glebie.
Fosfor znajdujący się w glebie jest przyswajany przez bakterie fosforowe, przetwarzające związki organiczne fosforu, i w ten sposób udostępniany roślinom i zwierzętom. Z kolei głównym źródłem tych związków są rozkładające się tkanki roślinne i zwierzęce oraz dostające się do gleby produkty wydalania.
Analogiczną rolę do tej, którą w obiegu glebowym spełniają bakterie, w obiegu wodnym spełnia plankton, znajdujący się w łańcuchu pokarmowym ryb i innych organizmów wodnych. Około 1% fosforu z obiegu wodnego dostaje się do obiegu glebowego wraz z rybami odławianymi przez człowieka i ptactwo wodne. Tu niebagatelną rolę spełnia guano ptactwa wodnego, gdyż np. u wybrzeży Peru ptactwo odławia tysiąckrotnie więcej ryb niż rybacy.
Produkty rozpadu organizmów morskich opadają na dno zbiornika, wypadając w ten sposób w znacznej masie z obiegu. Produkty procesu osadzania, mającego już miejsce od kilkuset milionów lat (osady fosforytów występują w warstwach paleozoiku oraz w bardziej nam współczesnyh skałach osadowych z okresu kredy i trzeciorzędu), były również wykorzystywane przez człowieka jako naturalne nawozy fosforowe. Obecnie służą głównie do uzyskiwania kwasu fosforowego jako surowca do produkcji fosforowych nawozów sztucznych. Te z kolei uzupełniają straty fosforu w glebie powodowane uprawami - co można uznać za świadomą ingerencję człowieka w celu uzupełnienia łańcucha pokarmowego w cyklu glebowym.
Brak umiaru w nawożeniu może jednak powodować wymywanie nadmiaru nawozów sztucznych z gleb do wód. Kierowanie przez przemysł i gospodarstwa domowe do ścieków związków fosforu (również fosforanów z proszku do prania) dodatkowo daje znaczny nadmiar fosforu w wodach. Cykle obiegu tego pierwiastka muszą zatem być świadomie sterowane i wspomagane dodatkową działalnością człowieka.
Obieg siarki
Do cykli biochemicznych przebiegających w znacznie mniejszym zakresie można zaliczyć obieg siarki w przyrodzie.
Siarka stanowi 0,05 do 0,1% skorupy ziemskiej. Jest ona istotnym składnikiem białek w organizmach żywych. Występuje również w węglu kamiennym i innych minerałach, ropie naftowej, glebie oraz powietrzu. W tym ostatnim ilość jej niepokojąco wzrosła na skutek działalności przemysłowej, a przede wszystkim spalania paliw (85% wszystkich związków siarki w środowisku). W wodach siarka występuje głównie w postaci siarczanów pochodzących ze ścieków, opadów atmosferycznych i wód kopalnianych.
W procesie obiegu siarki w przyrodzie aktywną rolę odgrywają bakterie siarkowe, wiążące dwutlenek węgla. Energię do tego wiązania uzyskują w procesie utleniania siarkowodoru i siarki w czasie chemosyntezy i fotosntezy. Proces utleniania prowadzi z siarkowodoru poprzez siarkę atomową do dwuwartościowych jonów SO42-. Inne bakterie prowadzą proces redukcji anaerobowej siarczanów do siarkowodoru. Działają również takie szczepy bakterii, które aerobowo utleniają siarczki do siarczanów.