Ciclo del nitrógeno

Por: Elena Rivadeneyra 

El nitrógeno es muy importante para los seres vivos debido a que forma parte de las proteínas, ácidos nucleicos y clorofila.

La mayor cantidad de nitrógeno se encuentra en la atmósfera, es por ello que es considerado un elemento con ciclo de tipo atmosférico. Sin embargo no puede ser aprovechado por los seres vivos directamente en la forma en la que lo encontramos en la atmósfera, y debe ser procesado con ayuda de microorganismos.

Si dividimos el ciclo en partes podemos enumerarlas en el siguiente orden:

1. Fijación del nitrógeno
2. Nitrificación
3. Asimilación
4. Amonificación
5. Desnitrificación

1. Fijación del Nitrógeno

El proceso de fijación consiste en cambiar el Nitrógeno atmosférico (N2) a amoniaco (NH3) y amonio (NH4+). La fijación se puede dar por procesos abióticos como la combustión, actividad volcánica, procesos industriales y descargas eléctricas. También los microorganismos del suelo y cuerpos de agua participan en la fijación del Nitrógeno, usando una enzima, la nitrogenasa, para separar el Nitrógeno molecular (N2) y combinarlo con hidrógeno. Algunas bacterias fijadoras de nitrógeno viven dentro de nódulos en las raíces de algunas plantas, como las bacterias del género Rhizobium.

En medios acuáticos, las cianobacterias se encargan de hacer la fijación del nitrógeno. Las cianobacterias también pueden establecer relaciones mutualistas con helechos acuáticos, o en tierra se pueden asociar con cícadas y formar parte de líquenes.

Rhizobium radiobacter

2. Nitrificación

El segundo paso en el ciclo  consiste en la transformación del amoniaco (NH3) o amonio (NH4+) en Nitratos (NO3-). este proceso es realizado por las bacterias Nitrificadoras. Un ejemplo de bacterias fijadoras son las de género Rhizobium. 

3. Asimilación

Las plantas absorben el amoniaco (NH3), amonio (NH4+) o Nitratos (NO3-), previamente formados en la fijación y la nitrificación, y los usan para incluirlos en su biomasa. Cuando las plantas son consumidas por animales, estos también asimilan el nitrógeno en sus tejidos. 

4. Amonificación

Es cuando se sintetizan amoniaco (NH3) o amonio (NH4+) a partir de compuestos orgánicos. Esto ocurre durante la descomposición de desechos de los organismos, o de la descomposición de los propios organismos. Este proceso es realizado por las bacterias amonificadoras.

5. Desnitrificación

Este último proceso consiste en la reducción de nitratos (NO3-) a Nitrógeno gaseoso (N2). Lo realizan las bacterias desnitrificadoras, las cuales son anaerobias. Las bacterias desnitrificadoras pueden estar en lugares tan profundos como cerca de las capas del manto freático. 

7. Impactos humanos en el ciclo del nitrógeno

La agricultura emplea fertilizantes que contienen nitrógeno, y este puede terminar en cuerpos de agua e infiltrarse al manto freático, disminuyendo la calidad del agua para el consumo humano. El Nitrógeno es un factor muy importante en el desarrollo de algas, y si los cuerpos de agua lo llegan a tener en exceso puede promover la producción desmedida de algas que pueden resultar nocivas para el ecosistema acuático.

Detalles del ciclo del nitrógeno

Fuentes

• Biggs, A., Kapicka, C., Lundgren, L., (2000). Biología. McGraw-Hill. México.
• Solomon, E. P., Berg, L. y Martin D.W. (2013). Biología, Novena edición. Cengage Learning Editores, S.A. de C.V.

Imágenes:

• Bacteria fijadora: Usada bajo licencia CC, disponible en; https://es.wikipedia.org/wiki/Rhizobium#/media/File:Agrobacterium-tumefaciens.png
• Cilo del Nitrógeno: Elaboración propia