Todo mundo precisa de nitrogênio, mas no que diz respeito aos elementos não negociáveis e sustentadores da vida, é complicado. Os seres vivos precisam de nitrogênio para que suas células funcionem e, além disso, estamos virtualmente imersos nesse material, já que nossa atmosfera é composta de 78% de nitrogênio gasoso. No entanto, há um problema: é uma situação de " água , água por toda parte, mas não uma gota para beber".
Embora o nitrogênio esteja basicamente em toda parte, não é terrivelmente abundante na crosta terrestre e é incrivelmente difícil para os seres vivos capturarem o nitrogênio atmosférico e usá-lo para seus propósitos. É como ter um bolso cheio de coroas islandesas em Minneapolis, onde você não pode gastá-lo.
"O nitrogênio é uma parte importante dos aminoácidos, que são os blocos de construção das proteínas e dos ácidos nucléicos como o DNA", diz Jessie Motes, um Ph.D. candidato na Odum School of Ecology da University of Georgia, em um e-mail. "Além de precisar de nitrogênio para as proteínas das plantas, é um componente principal da clorofila, o que a torna crucial para a fotossíntese."
O Ciclo do Nitrogênio
Como o nitrogênio é um recurso limitado neste planeta, um átomo de nitrogênio não perde muito tempo sem fazer nada quando está em uma forma que os seres vivos podem usar - os cientistas chamam esse nitrogênio de "fixo". O nitrogênio fixo é absorvido pelas plantas, que são comidas pelos animais, que comem outros animais, que morrem e se decompõem e liberam o nitrogênio de volta ao ecossistema para ser trabalhado por bactérias ou plantas. Este é o ciclo de um átomo de nitrogênio na Terra, e sua jornada começa muito silenciosamente ou com um estrondo gigantesco.
Etapa 1: fixação de nitrogênio
Acredite ou não, raios e bactérias são os principais responsáveis por transformar o nitrogênio atmosférico em nitrogênio que os seres vivos podem usar. O nitrogênio atmosférico (N2) é muito estável, então é necessária uma quantidade incrível de energia para convertê-lo em uma forma diferente. Se você já se perguntou por que suas plantas externas parecem mais felizes depois de uma chuva do que quando você liga um aspersor, há um motivo para isso: um raio eletrifica o nitrogênio atmosférico (N2) e a água (H2O) para reconfigurá-los em amônia ( NH3) e nitratos (NO3). Isso cai no chão como chuva, onde as plantas o sugam e o usam em seus processos biológicos.
Na outra extremidade do espectro, a forma mais comum pela qual o nitrogênio é disponibilizado aos organismos é quando o nitrogênio atmosférico é fixado por bactérias, algumas das quais vivem livres no solo e outras desfrutam de uma relação simbiótica com certas espécies de plantas. Leguminosas como ervilhas, trevo e amendoim têm pequenos nódulos em suas raízes que atraem bactérias que convertem o nitrogênio atmosférico teimoso em amônia ou amônio, que pode então ser usado para alimentar a planta.
Etapa 2: Nitrificação
A amônia no solo pode ser usada diretamente pelas plantas, mas também é a primeira etapa no processo de nitrificação, por meio da qual bactérias especializadas e arquéias convertem amônia em nitrito (NO2) e, em seguida, passam para um conjunto totalmente diferente de procariotos que oxidar ainda mais o nitrito em nitrato (NO3-). Esse processo é lento, mas é a maneira como o nitrogênio é construído como nutriente no solo e nos ambientes aquáticos e marinhos - as plantas terrestres, por exemplo, podem absorver amônio e nitrato através dos pelos das raízes. Os organismos especializados em nitrificação também são importantes no tratamento de águas residuais municipais.
Etapa 3: Ammonificação
Tudo o que vive eventualmente morre, e o nitrogênio que um organismo em particular estava usando quando coaxou é levado à mão por bactérias que transformam o corpo rico em nitrogênio em amônio, que pode ser recolhido pelas plantas e usado novamente.
Etapa 4: Desnitrificação
É possível converter o nitrogênio biodisponível em nitrogênio atmosférico novamente, e esse processo é chamado de desnitrificação. A nitrificação é realizada por bactérias e arquéias que podem tolerar o oxigênio - nem todos os procariontes conseguem. No caso da desnitrificação, certas bactérias anaeróbicas que não precisam de oxigênio convertem nitrato em gás nitrogênio, que flutua na atmosfera e é difícil de conseguir até que um raio ou uma bactéria fixadora de nitrogênio astuta apareça e a amarre no ciclo de nitrogênio ainda denovo.
Humanos e o Ciclo do Nitrogênio
"Como a maioria dos processos naturais, as atividades antropogênicas estão interrompendo o ciclo do nitrogênio por meio da deposição de nitrogênio", diz Motes. "Muito nitrogênio pode levar ao aumento das emissões de óxido nitroso do gás de efeito estufa, bem como à eutrofização, que é a poluição por nitrogênio das fontes de água."
Agora isso é interessante
Algum nitrogênio é fixado por meio da combustão de combustíveis fósseis.
