Los seres vivos necesitan nitrógeno para que sus células funcionen y, además, prácticamente estamos sumergidos en él, ya que nuestra atmósfera está compuesta en un 78 por ciento de gas nitrógeno.
Aunque el nitrógeno se esconde básicamente en todas partes, no abunda en la corteza terrestre y es difícil para los seres vivos capturar el nitrógeno atmosférico y utilizarlo para sus fines. Los pasos del ciclo del nitrógeno son como una especie de cambio de moneda, que convierte el nitrógeno en diferentes formas, algunas de las cuales las plantas y los animales pueden usar y otras no.
"El nitrógeno es una parte importante de los aminoácidos, que son los componentes básicos de las proteínas y los ácidos nucleicos como el ADN", dice Jessie Motes, Ph.D. candidato en la Escuela Odum de Ecología de la Universidad de Georgia, en un correo electrónico. "Además de necesitar nitrógeno para las proteínas de las plantas, es un componente principal de la clorofila, lo que la hace crucial para la fotosíntesis."
ContenidoDado que el nitrógeno es un recurso limitado en este planeta, un átomo de nitrógeno no pasa mucho tiempo sin hacer nada cuando está en una forma que los seres vivos pueden utilizar; los científicos llaman a este nitrógeno "fijado". El nitrógeno fijo es absorbido por las plantas, que son devoradas por los animales, que se comen a otros animales, que mueren, se descomponen y liberan nitrógeno de nuevo al ecosistema para que las bacterias o las plantas trabajen con él.
Este es el ciclo de un átomo de nitrógeno en la Tierra, y su viaje comienza de manera muy silenciosa o con una explosión enorme.
Lo creas o no, los rayos y las bacterias son los principales responsables de convertir el nitrógeno atmosférico en nitrógeno que los seres vivos pueden utilizar, en un proceso llamado fijación de nitrógeno. Nitrógeno atmosférico (N2 ) es muy estable, por lo que se necesita una cantidad increíble de energía para convertirlo a una forma diferente.
Si alguna vez te has preguntado por qué tus plantas de exterior parecen más felices después de una lluvia que cuando les enciendes un aspersor, hay una razón para ello:los rayos electrifican el nitrógeno atmosférico (N2 ) y agua (H2 O) para reconfigurarlos en amoníaco (NH3 ) y nitratos (NO3 ).
Ésta cae al suelo en forma de lluvia, donde las plantas la sorben y la utilizan para sus procesos biológicos.
En el otro extremo del espectro, la forma más común en que el nitrógeno llega a los organismos es cuando el nitrógeno atmosférico es fijado por bacterias, algunas de las cuales viven libres en el suelo y otras disfrutan de una relación simbiótica con ciertas especies de plantas. P>
Las legumbres como los guisantes, el trébol y el maní tienen pequeños nódulos en sus raíces que atraen bacterias que convierten el nitrógeno atmosférico rebelde en amoníaco o amonio, que luego puede usarse para alimentar la planta.
Este proceso se conoce como fijación biológica de nitrógeno y convierte el gas nitrógeno orgánico en compuestos de nitrógeno inorgánico como amoníaco y amonio.
El amoníaco del suelo puede ser utilizado directamente por las plantas, pero también es el primer paso en el proceso de nitrificación, mediante el cual bacterias y arqueas especializadas convierten el amoníaco en nitrito (NO2 ), y luego pasarlo a un conjunto completamente diferente de procariotas que oxidan aún más el nitrito en nitrato (NO3- ).
Este proceso es lento, pero es la forma en que el nitrógeno se construye como nutriente en el suelo y en los ambientes acuáticos y marinos; las plantas terrestres, por ejemplo, pueden absorber amonio y nitrato a través de los pelos de sus raíces. Los organismos que se especializan en la nitrificación también son importantes en el tratamiento de las aguas residuales municipales.
Todo lo que vive eventualmente muere, y el nitrógeno que un organismo en particular estaba usando cuando croó es tomado por bacterias que convierten el cadáver rico en nitrógeno en amonio, que las plantas pueden recuperar y usar nuevamente.
Es posible volver a convertir el nitrógeno biodisponible en nitrógeno atmosférico, y ese proceso se llama desnitrificación. La nitrificación la realizan bacterias y arqueas que pueden tolerar el oxígeno; no todos los procariotas pueden hacerlo.
En el caso de la desnitrificación, ciertas bacterias anaeróbicas que no necesitan oxígeno convierten el nitrato en gas nitrógeno, que flota en la atmósfera y resulta difícil de conseguir hasta que llega un rayo o una astuta bacteria fijadora de nitrógeno y atrapa el gas. nitrógeno en el ciclo del nitrógeno una vez más.
"Como la mayoría de los procesos naturales, las actividades antropogénicas están alterando el ciclo del nitrógeno mediante la deposición de nitrógeno", dice Motes. "Demasiado nitrógeno puede provocar un aumento de las emisiones del óxido nitroso, un gas de efecto invernadero, así como la eutrofización, que es la contaminación por nitrógeno de las fuentes de agua".
Algunas de las actividades humanas que contribuyen a la deposición de nitrógeno incluyen:
