Ciclo Del Carbono

EL CICLO DEL NITRÓGENO.

El nitrógeno, al igual que el carbono, es un elemento básico de la vida y está presente en determinadas reacciones químicas e intercambios entre la atmósfera, suelos y seres vivos, que se realizan en la naturaleza de forma cíclica. Intervienen fundamentalmente en este ciclo los vegetales y las bacterias fijadoras del nitrógeno. En ese proceso, el nitrógeno es incorporado al suelo, que será absorbido por los organismos vivos antes de regresar de nuevo a la atmósfera.

El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento de los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera terrestre.

Es característico; tiene aspectos del ciclo del carbono y del fosforo. La principal reserva de nitrógeno (n2). Las plantas y los animales no pueden aprovecharlo directamente del aire, sino en forma mineral, como iones de amonio o de nitrato.

Numerosas bacterias y cianobacterias (contienen clorofila y conocidas como algas Verdi azules) pueden convertir el nitrógeno en amonio, un proceso llamado fijación biológica del nitrógeno.

En los ecosistemas terrestres, el más importante de estos organismos nitrificantes es una bacteria llamada rhizobium, que vive en los nódulos de las raíces de las legumbres, la familia de las plantas que incluye a los chicharos y los frijoles.

Se trata de otro ejemplo de simbiosis mutualista: la planta ofrece a la bacteria un lugar para vivir y alimento y gana a cambio una fuente de nitrógeno.

De las legumbres, el nitrógeno pasa a cualquier cadena alimentaria presente. En cada paso, la respiración celular puede descomponer los compuestos nitrogenados, que regresan al suelo con los excrementos y pueden ser asimilados por otras plantas. Así luego de su fijación, el nitrógeno puede ser reciclado de manera similar al fosforo y otros minerales; sin embargo, el nitrógeno no permanece indefinidamente en esta “fase mineral” del ciclo, pues otras bacterias del suelo convierten poco a poco los compuestos en nitrógeno.

Además, algo del nitrógeno suele entrar en el ciclo transformado en amonio por las descargas de los rayos, un fenómeno llamado “fijación atmosférica del nitrógeno” y llevado a tierra por las lluvias. Todos los sistemas naturales, pues dependen de los organismos nitrificantes; las legumbres, con sus bacterias simnioticas, son con mucho los más importantes.

Las leguminosas comprenden una gran diversidad de plantas, entre las que se encuentran los tréboles, los arbustos del desierto y muchos árboles. Todos los principales ecosistemas terrestres, del bosque tropical al desierto y la tundra, tiene sus especies características de legumbres, que además suelen ser las primeras plantas que repueblan las áreas quemadas. Sin ellas toda la producción se deterioraría gravemente por la falta de nitrógeno: se impediría las formaciones proteínas, ácidos nucleicos y otros elementos esenciales para la vida. El ciclo del nitrógeno en los sistemas acuáticos es similar. Ahí las cianobacterias son los nitrificantes más significativos.

 Efectos.

Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (no3–) es transformado a grupos aminoácidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (nh4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.

 Fijación y asimilación de nitrógeno.

El primer paso en el ciclo es la fijación del nitrógeno de la atmósfera (n2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (nh4+) o los iones nitrito (no2–) o nitrato (no3–) (aunque el amonio puede usarse por la mayoría de los seres vivos, las bacterias del suelo derivan la energía de la oxidación de dicho compuesto a nitrito y últimamente a nitrato), y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (no2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores.

Fijación abiótica: la fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico.

 Fijación biológica de nitrógeno:

La fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos:

• Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como azotobacter, klebsiella o el fotosintetizador rhodospirillum, una bacteria purpúrea.

• Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces

• cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis, como el de la cianobacteria anabaena en cavidades subestomáticas de helechos acuáticos del género azolla, o el de algunas especies de nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas.helechos acuáticos del género azolla, o el de algunas especies de nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas.

 Ciclo.

Algunas bacterias convierten amoniaco en nitrito y otras transforman este en nitrato. Una de estas bacterias (rhizobium) se aloja en nódulos de las raíces de las leguminosas y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.

 Nitrificación.

La nitrificación es la oxidación biológica del amonio al nitrato por microorganismos aerobios que usan el oxígeno molecular (o2) como receptor de electrones, es decir, como oxidante. A estos organismos el proceso les sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos la consiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El c lo consiguen del co2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El proceso fue descubierto por serguéi vinogradski y en realidad consiste en dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizados por organismos diferentes:

• Nitritación. Partiendo de amonio se obtiene nitrito (no2–). Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros nitrosomonas y nitrosococcus.

• Nitratación. Partiendo de nitrito se produce nitrato (no3–). Lo realizan bacterias del género nitrobacter.

La combinación de amonificación

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