RESTRICCIONES DE LOS ECOSISTEMAS A LOS FIJADORES SIMBIÓTICOS DE NITRÓGENO

INTRODUCCIÓN

El ciclo de nitrógeno es fundamental para cada ecosistema, cada uno de los elementos de un hábitat dependen de este ciclo, ya sea las plantas, que dependen del nitrógeno del ambiente y los animales que se alimentan de las plantas. Todo se relaciona de alguno u otra forma. Pero dentro de todo este ciclo indispensable para la naturaleza, no nos damos cuenta que no solo son estos elementos, si no que hay unos más pequeños e igual de importantes, y esto son los microorganismos fijadores de nitrógeno, el trabajo que tienen estos pequeñines es igual de importante que el de las plantas que consumen el nitrógeno y los animales que al comerse estas plantas lo regresan al suelo al defecar, convirtiéndose en amoniaco, los organismos fijadores de nitrógeno se encuentran en el suelo y sin ellos el nitrógeno no podría ser procesado para que el suelo se nutra de este indispensable elemento.

En el artículo se mencionan algunos efectos negativos sobre el exceso de nitrógeno, como la limitación de la productividad en muchos ecosistemas naturales. Aunque por otra parte también nos menciona que añadir nitrógeno de forma controlada mejora la productividad en los sistemas agrícolas y otros ecosistemas controlados. También nos habla sobre algunos mecanismos que limitan a los fijadores de nitrógeno ya que la humanidad ha aumentado considerablemente la fijación de nitrógeno, y su deposición en los ecosistemas terrestres a través del CO2, el cual estimula la fijación de nitrógeno en la tierra. Por lo que en el artículo se desarrolla un modelo conceptual para la regulación de nitrógeno en los ecosistemas terrestres. Tal modelo en conjunto con una serie de simulaciones servirá para evaluar varios mecanismos que podrían limitar las tasas de fijación de nitrógeno. 

ANÁLISIS

En el artículo del cual trata este ensayo se realiza un modelo conceptual y una simulación en el cual se aplica el modelo conceptual, para el modelo se tomaron en cuenta las siguientes consideraciones:

• Que el costo energético de la adquisición de nitrógeno a través de la fijación biológica supere el costo de la adquisición de nitrógeno del suelo.

• Que los fijadores de nitrógeno mantengan las concentraciones más altas de nitrógeno y fosforo en el suelo.

• Que los fijadores de nitrógeno sólo adquieran el nitrógeno de la fijación, en lugar de obtenerla del suelo.

Teniendo en cuenta estos puntos, por medio de una grafica, el artículo quiere mostrar los costos energéticos de los fijadores y no fijadores de nitrógeno ya que se supone que el costo energético de un fijador de nitrógeno por la adquisición de una unidad de N2 es constante, independiente de la cantidad de nitrógeno fijo en el suelo, aunque los no fijadores consumen menos energía, el aporte de nitrógeno puede limitar la producción de los no fijadores, en el que las grandes adiciones de nitrógeno permitirían a las plantas reasignar parte de los recursos que se habían utilizado para adquirir nitrógeno.

Simulación

Se utilizó este modelo simple para simular el desarrollo de un ecosistema en un nuevo terreno, uno que comienza sin carbono orgánico y muy poco nitrógeno en el suelo. Lo que en consecuencia limita el crecimiento de los no fijadores, la luz está disponible, y los fijadores de nitrógeno dominan el sitio y añaden cantidades sustanciales de nitrógeno al sistema. Como este nitrógeno fijo entra en el suelo, las tasas de mineralización de nitrógeno con el tiempo aumentan y los no fijadores colonizan, crecen, y en última instancia utilizan casi toda la luz disponible, en sustitución de los fijadores. Aproximadamente 150 años en la simulación, el sistema alcanza niveles de equilibrio de la producción, la biomasa, la mineralización de nitrógeno, etc. Los fijadores de nitrógeno son entonces muy escasos en el sistema. Sin embargo, el nitrógeno sigue siendo limitante de los no fijadores.

También se simuló el desarrollo del ecosistema sin fijadores de nitrógeno, obligando al sistema a aprovechar las aportaciones de nitrógeno fijado en la atmósfera. Bajo estas condiciones, el sistema alcanza finalmente el mismo nivel de equilibrio de producción, siempre y cuando haya alguna entrada de nitrógeno.

Por último, se evaluaron las consecuencias de una pérdida del 5% de nitrógeno mineralizado en la presencia de fijadores de nitrógeno. En este escenario, los fijadores se mantienen dentro del sistema en equilibrio, aunque a un nivel bajo. Su actividad es suficiente para compensar las pérdidas de nitrógeno, y mantener el sistema en la misma biomasa.

Estas simulaciones muestran que a pesar de lo que en el artículo se cree de la poca capacidad competitiva de fijadores frente a no fijadores, la fijación de nitrógeno es todavía suficiente para ajustar los niveles de nitrógeno disponible cerca de los de otros recursos limitantes.

Cabe mencionar que para que esta simulación fuese posible, se realizaron una serie de cálculos necesarios para demostrar las diferentes variables que aumentan según el cambio de efectos en el modelo. También se muestran una serie de graficas en las cuales se describe la simulación de biomasa de los no fijadores, el rango de procesos simulados usando

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