Ciclo del nitrógeno

El nitrógeno (N) es un elemento químico abundante, encontrado en muchas áreas. En el volumen total de la atmósfera de la tierra, su porcentaje es casi del 78%, sobrepasando con mucho al oxígeno. Por ello el ciclo del nitrógeno es, de los biogeoquímicos de la naturaleza, considerado significativo en la estabilidad de la existencia.

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¿Qué es el ciclo del Nitrógeno?

El ciclo del nitrógeno es el proceso mediante el cual el nitrógeno circula y recircula a través del globo terráqueo. Comprende una circulación biogeoquímica de procesos orgánicos y abióticos que provee nitrógeno a las formas vivas. Además, permite que este elemento siga manteniéndose en la biósfera. En él se observan interrelaciones entre seres vivos, autótrofos y heterótrofos, los minúsculos organismos descomponedores de la materia orgánica, y el gran volumen de N atmosférico.

¿En qué consiste el ciclo del nitrógeno?

El ciclo del nitrógeno abarca un grupo de episodios en los cuales se basa el equilibrio dinámico constitutivo de la biosfera. Un breve resumen es el siguiente:

El nitrógeno es adherido a las plantas por los gérmenes y otros procariontes utilizando procesos metabólicos. Se convierte en agregados orgánicos utilizables, como amoníaco los cuales emplean las plantas para la producción de moléculas orgánicas.

Este integrante de las plantas llega a los animales herbívoros y luego a los carnívoros, distribuyéndose a los varios peldaños de la pirámide alimenticia. Al ser expulsado del cuerpo por la orina, rica en amoníaco, el nitrógeno vuelve al suelo, reiniciándose el ciclo nuevamente.

El amoníaco depositado en el suelo, bien por los orines de los animales o por labor de las miasmas fijadoras es aprovechado. Servirá como sustento de otros micro organismos de acción nitrificadora. Estos disgregan el amono y lo enmohecen en nitritos y nitratos.

Dichos combinados químicos oxidados, van a servir de comida a diferentes procariontes con asimilación des nitrificante, los cuales alteraran sus moléculas. Así adquirirán el vigor para existir y liberar nuevamente, a la atmósfera, el nitrógeno volátil. De esta forma el ciclo se reinicia.

Características

Entre las características del ciclo del nitrógeno se destacan las siguientes:

• La capacidad de aparecer con diferentes aspectos químicos originados por la merma de electrones. Gracias a ello presenta “conductas” variadas,
• Los aspectos químicos de este compuesto pueden ser: De origen orgánico, se encuentran en los aminoácidos y proteínas del cuerpo. De origen inorgánico: Se tienen el amoníaco, el ion amonio, los nitritos y los nitratos. El amoníaco es esencial en el desarrollo de plantas y tejidos de todo ser vivo.
• Otra característica destacable, es su relación con los gérmenes y micro cuerpos en el ciclo del nitrógeno. El trabajo de estos pequeños individuos es ser fijadores, nitrificadores y desnitrificadores del N.

Proceso

Los virus y los gérmenes unicelulares tienen un papel importante en el ciclo del nitrógeno. Los mismos causan que esta unidad ingrese al mundo de los vivos, convirtiendo el N atmosférico, N2, en componentes biológicos aprovechables. Este elemento no perdura por mucho tiempo en los cuerpos de los seres vivos.

Las bacterias al transformar el nitrógeno orgánico, en atmosférico N2, lo captan transmutándolo en amoníaco, NH3. Este es absorbido y empleado por las plantas en la producción de moléculas orgánicas.

Estas partículas nitrogenadas van a los animales al consumir plantas. Ya en el cuerpo, son adheridas al mismo o depuestas y defecadas como desperdicio. Un ejemplo es la urea de la orina.

Etapas

En el ciclo del nitrógeno se observan seis etapas complejas progresivas:

• Fijación. Las plantas atraen el nitrógeno de la atmósfera de la tierra. Este enganche en el ciclo, consigue que las plantas puedan utilizar los nutrimentos para mantener la vida.
• Nitrificación. Es el procedimiento por el cual las bacterias de la tierra, oxidan el amoniaco, forjando amonio. A este lo corroen otras bacterias, transmutándolo en nitrato.
• Asimilación. Fase en la que las plantas se impregnan del amoniaco o nitrato. Inician el proceso de explotar el nitrógeno. Lo cambian a nutrientes, utilizados tranquilamente por los seres vivos que lo devoran.
• Amonificación. Esta etapa, de especial importancia, desintegra la materia orgánica. Ya degradados los desechos, se activan los microorganismos quienes lo cambian a compuestos sencillos. Metabolizándolos, libran el sobrante de nitrógeno en forma de amoniaco.
• Inmovilización. En esta etapa, parecida a la de los métodos metabólicos de las bacterias en el empleo del N, se forma nitrógeno orgánico.
• Desnitrificación. Aquí intervienen los micros organismos, los cuales se encargarán de des oxidar el nitrato y el amonio. De este modo favorecen su reintegro a la atmósfera, en calidad de gas.

Ciclo del nitrógeno en el agua

Este ciclo también es propio de los ecosistemas marinos o acuáticos. Aunque varía un poco, las técnicas de amonificación, nitrificación y desvitrificación los realizan las bacterias y arqueas del mar.

El nitrógeno llega al agua por corrimiento o arrastramientos, resultante de los fertilizantes naturales o producidos por las personas. También a través de los enlaces tróficos marinos donde los animales terrenales se aproximan al mar.

Cualquiera sea el modo de ingreso de las sustancias orgánicas nitrogenadas al agua, estas se reparten entre los variados depredadores. Estos organismos abandonan residuos de materia nitrogenada en la base del océano, donde es corrompida por los micros bacterias. De este modo, el ciclo microscópico de nitrificantes y des nitrificantes se repite, y se vuelve a liberar el nitro al espacio.

Alteraciones

El ciclo del Nitrógeno se ve alterado de muchas formas, bien sea, por un exceso o por disminución en la cantidad de nitrógeno.

• Alteraciones agrícolas. Acaece cuando se hace uso descomunal de humus artificial, cuyo componente principal es el nitrógeno. Un 50% de la urbe mundial consume este tipo de mercancía.
• Desnitrificación. Ocurre cuando este componente vuelve a la atmosfera, culminando el ciclo. Este paso es trastornado por el uso de fertilizantes. De igual modo por su exportación a diversos cuerpos de aguas, infectándolas y volviéndolas menos bebibles. El requerimiento mínimo debe ser de 10 mg de nitrato por litro de agua.
• Alteración por medios agrícolas. Se observa cuando hay abundancia de nitrógeno por el uso de fertilizantes agrícolas. Las plantas no recogen todo el elemento proporcionado y el exceso se va al ambiente. Posteriormente se crean los óxidos de N que dañan el ozono estratosférico, ocasionando lluvias acidas que alteran los ecosistemas.

Consecuencias

Los problemas descritos anteriormente acarrean varios efectos:

• Que haya una pérdida de la biodiversidad.
• Una reducción de la calidad del aire.
• Un incremento de los gases creadores del calentamiento global.
• Por ser el nitrógeno un componente principal en la formación del smog origina enfermedades disneicas como opresión o asma.

Beneficios

El nitrógeno es de gran valor en un ecosistema, porque las bacterias lo utilizan para transformarlo y así adquirir energía para su metabolismo. El mismo transformado en amonio, NH4+; o nitrato, NO3-, es captado por las raíces de las plantas para las tareas metabólicas. La inclusión en las plantas beneficia a los animales herbívoros.

Este elemento pasa a los carnívoros, cuando los herbívoros son consumidos por ellos. Al finalizar los ciclos vitales de estas variedades, el nitro ubicado en su sistema es restituido al entorno, para emprender de nuevo el ciclo.

Organismos que participan en el ciclo del nitrógeno

El ciclo no se realizaría convenientemente sin la intervención o participación de ciertos organismos productores y transportadores del azufre, tales como:

• Aves marinas: A través de sus excrementos, suministran anualmente toneladas de nitrógeno a los suelos y océanos de todo el planeta. Contribución muy significativa de nutrientes para el ciclo de la vida.
• Bacterias: Bacterias fijadoras: Rhizobium, Nostoc, Pasasponia y Frankia. Bacterias nitrificantes: Nitrocystis, Nitrosoma, las Nitrobacter, Nitrosococcus y algunos hongos. Bacterias des nitrificantes: Thiosphaera, Paracocus, Rhizobium, Pseudomonos y Thiobacillus.
• Plantas: Se encargan de captar el nitrógeno depositado en los suelos y lo mantienen en su savia. De esta manera podrá ser usado por los animales vegetarianos.

Importancia

El ciclo de este componente es muy preciado para la vida. Sin dudas los animales, las plantas e inclusive el ser humano no están capacitados para realizar la fijación de dicho componente, partiendo de su estado gaseoso, N2.

Se considera relevante porque es el elemento protagonista en los múltiples métodos orgánicos trascendentales para los organismos. Ellos son los productores de aminoácidos, ácidos nucleicos y proteínas. A pesar de encontrarse abundantemente en la atmósfera, tiene restrictivos porque pocos organismos lo asimilan en forma directa.

También se ha desarrollado un proceso que ha hecho reaccionar el nitrógeno atmosférico N2, con hidrógeno en forma de gas. De esta forma se obtiene amoníaco, fertilizante artificial que ha permitido incrementar la obtención de alimentos a nivel internacional.