CICLO DEL NITROGENO

CICLO DEL NITROGENO

El nitrógeno es una sustancia esencial para toda la vida en La Tierra. La mayor parte del nitrógeno se encuentra en el aire en forma gaseosa, pero también se puede encontrar nitrógeno en el agua y en el suelo en diferentes formas. Allí, será descompuesto por bacterias y absorbido por plantes y animales.

Los seres vivos requieren átomos de nitrógeno para la síntesis de moléculas orgánicas esenciales como las proteínas, los ácidos nucleicos, el ADN, por lo tanto es otro elemento indispensable para el desarrollo de los seres vivos .

Este elemento tiene como principal función, en todos los organismos vivos, formar parte de la estructura química de algunas de las moléculas orgánicas más importantes de las que forman la estructura de las células vivas: las proteínas, así como otros compuestos fundamentales.

El aire de la atmósfera contiene un 78% de nitrógeno, por lo tanto la atmósfera es un reservorio de este compuesto. A pesar de su abundancia, pocos son los organismos capaces de absorberlo directamente para utilizarlo en sus procesos vitales. Por ejemplo las plantas para sintetizar proteínas necesitan el nitrógeno en su forma fijada, es decir incorporado en compuestos.

Las plantas generalmente absorben el nitrógeno por las raíces, formando parte de compuestos conocidos como nitratos o como amonio. Para que el nitrógeno atmosférico se transforme en los compuestos que las plantas pueden absorber, puede seguir varios caminos que hemos descrito esquemáticamente en la  siguiente figura :

• Fijación del Nitrógeno: tres procesos desempeñan un papel importante en la fijación del nitrógeno en la biosfera. Uno de estos es el relámpago. La energía contenida en un relámpago rompe las moléculas de nitrógeno y permite que se combine con el oxígeno del aire.

Mediante un proceso industrial se fija el nitrógeno, en este proceso el hidrógeno y el nitrógeno reaccionan para formar amoniaco, NH₃. Dicho proceso es utilizado por ejemplo para la fabricación de fertilizantes.

Las bacterias nitrificantes son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico que utilizan las plantas para llevar a cabo sus funciones. También algunas algas verde-azules son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico.

• Descomposición: los animales obtienen nitrógeno al ingerir vegetales, en forma de proteínas. En cada nivel trófico se libera al ambiente nitrógeno en forma de excreciones, que son utilizadas por los organismos descomponedores para realizar sus funciones vitales.

• Nitrificación: es la transformación del amoniaco a nitrito, y luego a nitrato. Esto ocurre por la intervención de bacterias del género nitrosomonas, que oxidan el NH₃ a NO₂^-. Los nitritos son oxidados a nitratos NO₃^- mediante bacterias del género nitrobacter.

• Desnitrificación: en este proceso los nitratos son reducidos a nitrógeno, el cual se incorpora nuevamente a la atmósfera, este proceso se produce por la acción catabólica de los organismos, estos viven en ambientes con escasez de oxígeno como sedimentos, suelos profundos, etc. Las bacterias utilizan los nitratos para sustituir al oxígeno como aceptor final de los electrones que se desprenden durante la respiración. De esta manera el ciclo se cierra.

Los compuestos con nitrógeno presentes en el suelo pueden tener varios orígenes: parte de ellos puede proceder de la descomposición de animales y plantas que han muerto y liberado sus componentes nitrogenados al suelo; otra parte puede provenir de reacciones químicas que se producen en la atmósfera entre el nitrógeno, el oxígeno y el agua, cuando hay tormentas eléctricas que generan rayos; otra más puede provenir de materia fecal y restos orgánicos de desecho y, finalmente, una parte muy importante llega al suelo gracias a la actividad de ciertos microorganismos, principalmente algunos tipos de bacterias, que pueden utilizar directamente el nitrógeno molecular atmosférico para producir sus proteínas.

Estas bacterias pueden vivir libres utilizando como alimento la materia orgánica en descomposición o bien, algunas de ellas, pueden vivir dentro de las células de las raíces de algunas plantas, que adquieren de esta manera, indirectamente, la posibilidad de fijar el nitrógeno atmosférico.



El nitrógeno constituye parte de los fertilizantes vendidos en el comercio, que pueden contenerlo en forma de nitrato, amonio o urea, o también en mezclas de los tres tipos de compuestos. Las aves que se alimentan de peces y los murciélagos que se alimentan de insectos producen un excremento muy rico en nitrógeno llamado guano, que a veces también es utilizado en agricultura.

La industria petrolera ha dado lugar a la producción de fertilizantes nitrogenados baratos, a partir del amoniaco que es un subproducto de esta industria.