Todo el mundo necesita nitrógeno, pero en lo que respecta a los elementos no negociables que sustentan la vida, es complicado. Los seres vivos necesitan nitrógeno para que sus células funcionen y, además, estamos prácticamente sumergidos en la materia, ya que nuestra atmósfera está compuesta por un 78% de gas nitrógeno. Sin embargo, hay una trampa: es una situación de " agua , agua por todas partes, pero ni una gota para beber".
Aunque el nitrógeno acecha básicamente en todas partes, no es muy abundante en la corteza terrestre y es increíblemente difícil para los seres vivos capturar el nitrógeno atmosférico y utilizarlo para sus fines. Es como tener un bolsillo lleno de coronas islandesas en Minneapolis, donde no puedes gastarlas.
"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 de Ecología Odum 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".
El ciclo del nitrógeno
Dado 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 usar; los científicos llaman a este nitrógeno "fijo". El nitrógeno fijo es absorbido por las plantas, que se comen los animales, que se comen a otros animales, que mueren y se descomponen y liberan nitrógeno al ecosistema para que lo manipulen las bacterias o las plantas. Este es el ciclo de un átomo de nitrógeno en la Tierra, y su viaje comienza muy silenciosamente o con una explosión enorme.
Paso 1: Fijación de nitrógeno
Lo crea o no, los rayos y las bacterias son los principales responsables de convertir el nitrógeno atmosférico en nitrógeno que pueden utilizar los seres vivos. El nitrógeno atmosférico (N2) es muy estable, por lo que se necesita una cantidad increíble de energía para convertirlo en una forma diferente. Si alguna vez se ha preguntado por qué sus plantas al aire libre parecen más felices después de una lluvia que cuando las enciende con un aspersor, hay una razón para eso: los rayos electrifican el nitrógeno atmosférico (N2) y el agua (H2O) para reconfigurarlas en amoníaco ( NH3) y nitratos (NO3). Este cae al suelo en forma de lluvia, donde las plantas lo sorben y lo utilizan para sus procesos biológicos.
En el otro extremo del espectro, la forma más común en que el nitrógeno se pone a disposición de 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. Las legumbres como los guisantes, el trébol y los cacahuetes tienen pequeños nódulos en las raíces que atraen a las bacterias que convierten el terco nitrógeno atmosférico en amoníaco o amonio, que luego se puede utilizar para alimentar la planta.
Paso 2: nitrificación
El amoníaco en el suelo puede ser usado directamente por las plantas, pero también es el primer paso en el proceso de nitrificación, a través del cual bacterias especializadas y arqueas convierten el amoníaco en nitrito (NO2) y luego lo pasan a un conjunto completamente diferente de procariotas que oxida 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 los ambientes acuáticos y marinos; las plantas terrestres, por ejemplo, pueden absorber amonio y nitrato a través de sus pelos radiculares. Los organismos que se especializan en la nitrificación también son importantes en el tratamiento de aguas residuales municipales.
Paso 3: amonificación
Todo lo que vive finalmente muere, y el nitrógeno que estaba usando un organismo en particular cuando croó es tomado por bacterias que convierten el cadáver rico en nitrógeno en amonio, que las plantas pueden recoger y usar nuevamente.
Paso 4: desnitrificación
Es posible volver a convertir nitrógeno biodisponible en nitrógeno atmosférico, y ese proceso se llama desnitrificación. La nitrificación es realizada por 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 se esfuerza por conseguirlo hasta que aparece un rayo o una astuta bacteria fijadora de nitrógeno y lo une al ciclo del nitrógeno. una vez más.
Los seres humanos y el ciclo del nitrógeno
"Como la mayoría de los procesos naturales, las actividades antropogénicas están interrumpiendo el ciclo del nitrógeno a través de la deposición de nitrógeno", dice Motes. "Demasiado nitrógeno puede provocar un aumento de las emisiones de óxido nitroso, un gas de efecto invernadero, así como la eutrofización, que es la contaminación por nitrógeno de las fuentes de agua".
Eso es interesante
Algo de nitrógeno se fija mediante la combustión de combustibles fósiles.
