CICLO DEL NITRÓGENO


Nombre: Selena Castro Soto
Fecha de publicación: 28 de abril 2016

NITRÓGENO
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CICLO DEL NITRóGENO


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 bioquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera terrestre.


Tanto las plantas como los animales necesitan nitrógeno para elaborar las proteínas que les hacen falta.

Este es quizá uno de los ciclos más complicados, ya que el nitrógeno s encuentra en varias formas, y se llevan a cabo en él, una serie de procesos químicos en los que el nitrógeno es tomado del aire y es modificado para finalmente ser devuelto a la atmósfera. El nitrógeno es el elemento que se encuentra en forma libre (estado gaseoso) y en mayor abundancia en la atmósfera (78 %).Se coloca entre los principales elementos biogeoquímicos; sin embargo, es tan estable, que apenas se combina con otros elementos y, por tanto, es difícil que los organismos lo asimilen, ya que primero necesitan desdoblarlo y emplearlo en la síntesis de aminoácidos, proteínas, ácidos nucleicos (ADN y ARN) y otras moléculas fundamentales para su metabolismo.


1. Fijación.

La fijación biológica del nitrógeno consiste en la incorporación del nitrógeno atmosférico,a las plantas, gracias a algunos microorganismos, principalmente bacterias y cianobacterias que se encuentran presentes en el suelo y en ambientes acuáticos. Esta fijación se da por medio de la conversión de nitrógeno gaseoso (N2) en amoniaco (NH3) o nitratos (NO3-).Estos organismos usan la enzima nitrogenasa para su descomposición. Sin embargo, como la nitrogenasa sólo funciona en ausencia de oxígeno, las bacterias deben de alguna forma aislar la enzima de su contacto. Algunas estrategias utilizadas por las bacterias para aislarse del oxígeno son: vivir debajo de las capas de moco que cubren a las raíces de ciertas plantas, o bien, vivir dentro de engrosamientos especiales de las raíces, llamados nódulos, en leguminosas como los porotos (parecidas a las alubias), las arvejas y árboles como el tamarugo.La relación entre Rhizobium y sus plantas huéspedes es mutualista: las bacterias reciben carbohidratos elaborados por la planta, y la planta recibe nitrógeno en una forma asimilable. En el medio acuático la fijación de nitrógeno es realizada por cianobacterias. Algunas especies de helechos de agua, como la Azorella, tienen cavidades en las cuales viven cianobacterias en una manera comparable a la asociación de Rhizobium con las leguminosas. La cantidad de nitrógeno fijado por estas bacterias es impresionante: 200 millones de toneladas anuales.


2.Nitrificación o mineralización.

Solamente existen dos formas de nitrógeno que son asimilables por las plantas, el nitrato (NO3-) y el amonio (NH4+). Las raíces pueden absorber ambas formas, aunque pocas especies prefieren absorber nitratos que amoniaco. El amonio es convertido a nitrato gracias a los microorganismos por medio de la nitrificación. La modificación de NH4+ a NO3- depende de la temperatura del suelo. La transformación, es decir,la conversión se da más rápida cuando la temperatura esta arriba de los 10ºC y el pH está entre los 5.5-6.5; asimismo, este proceso se ve completado entre dos a cuatro semanas. Esta fase es realizada en dos pasos por diferentes bacterias: primero, las bacterias del suelo Nitrosomonas y Nitrococcus convierten el amonio en nitrito (NO2-), luego otra bacteria del suelo, Nitrobacteria, oxida el nitrito en nitrato. La nitrificación les entrega energía a las bacterias.

3. Asimilación.

La asimilación ocurre cuando las plantas absorben a través de sus raíces, nitrato (NO3-) o amoniaco (NH3), elementos formados por la fijación de nitrógeno o por la nitrificación. Luego estas moléculas son incorporadas tanto a las proteínas, como a los ácidos nucleicos de las plantas. Cuando los animales consumen los tejidos de las plantas, también asimilan nitrógeno y lo convierten en compuestos animales.

4. Amonificación.

Los compuestos proteicos y otros similares, que son los constitutivos en mayor medida de la materia nitrogenada aportada al suelo, son de poco valor para las plantas cuando se añaden de manera directa. Así, cuando los organismos producen desechos que contienen nitrógeno como la orina (urea), los desechos de las aves (ácido úrico), así como de los organismos muertos, éstos son descompuestos por bacterias presentes en el suelo y en el agua, liberando el nitrógeno al medio, bajo la forma de amonio (NH3).En este nuevo proceso de integración de nitrógeno al ciclo, las bacterias fijadoras llevan a cabo la digestión enzimática, por lo que el amonio se degrada a compuestos aminados, como proteosas, peptonas y al final, en aminoácidos. Es por esta razón que el proceso se llama aminificación o aminización.

5. Inmovilización.

Es el proceso contrario a la mineralización, por medio del cual las formas inorgánicas (NH4+ y NO3-) son convertidas a nitrógeno orgánico y, por tanto, no asimilables.

6. Desnitrificación.

La reducción de los nitratos (NO3-) a nitrógeno gaseoso (N2), y amonio (NH4+) a amoniaco (NH3), se llama desnitrificación, y es llevado a cabo por las bacterias desnitrificadoras que revierten la acción de las fijadoras de nitrógeno, regresando el nitrógeno a la atmósfera en forma gaseosa. Este proceso ocasiona una pérdida de nitrógeno para el ecosistema; ocurre donde existe un exceso de materia orgánica y las condiciones son anaerobias, además de que hay poca disponibilidad de agua y un alto pH, aunado a los escurrimientos de los fertilizantes al suelo. El fenómeno de la desnitrificación se debe, a que en condiciones de mucha humedad en el suelo, la falta de oxígeno obliga a ciertos microorganismos a emplear nitrato en vez de oxígeno en su respiración.


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