El ciclo del nitrógeno es un ciclo biogeoquímico a través del cual el nitrógeno se convierte en diferentes formas químicas a medida que circula entre la atmósfera, los ecosistemas terrestres y marinos. La conversión de nitrógeno se puede realizar a través de procesos biológicos o físicos.
Los procesos importantes en el ciclo del nitrógeno incluyen nitrificación, desnitrificación, fijación y amonificación. La mayor parte de la atmósfera de la tierra es nitrógeno. Representa el 78%, lo que la convierte en la principal fuente de nitrógeno. Sin embargo, el nitrógeno atmosférico tiene una disponibilidad limitada para uso biológico. Esto conduce a una escasez de nitrógeno utilizable en muchos tipos de ecosistemas.
El ciclo del nitrógeno es de gran interés para los ecólogos porque la disponibilidad de nitrógeno puede afectar la tasa de procesos importantes del ecosistema, como la descomposición y la producción primaria. Las actividades humanas como la quema de combustibles fósiles, el uso de fertilizantes nitrogenados artificiales y la liberación de nitrógeno en las aguas residuales han cambiado en gran medida el ciclo global del nitrógeno. La alteración humana del ciclo global del nitrógeno puede afectar negativamente al sistema del entorno natural y también a la salud humana.
PROCESOS DEL CICLO DEL NITRÓGENO
El nitrógeno está disponible en el medio ambiente en diferentes formas químicas como nitrógeno orgánico, nitrito (NO - 2 ), amonio (NH 4 + ), óxido nitroso (N 2 O), nitrato (NO 3 ), gas nitrógeno inorgánico (N 2 ) o óxido nítrico (NO).
El nitrógeno orgánico puede estar en forma de humus, un organismo vivo o los productos intermedios de la descomposición de la materia orgánica. Los procesos del ciclo del nitrógeno consisten en transformar el nitrógeno de una forma a otra. Muchos de estos procesos son realizados por microbios, en su esfuerzo por acumular nitrógeno o cosechar energía. Por ejemplo, los desechos nitrogenados en la orina de los animales son descompuestos por bacterias nitrificantes en el suelo para uso de las plantas.
FIJACIÓN DE NITROGENO
La conversión de gas nitrógeno en nitritos y nitratos a través de procesos industriales, biológicos y atmosféricos se conoce como fijación de nitrógeno. El nitrógeno atmosférico debe ser (fijado) o procesado en formas utilizables para que las plantas lo absorban. La fijación se puede realizar mediante la caída de rayos, pero la mayor parte la realizan bacterias de vida libre o simbióticas llamadas diazotrofas. La mayor parte de la fijación biológica de nitrógeno tiene lugar por la actividad de la Mo-nitrogenasa que se encuentra en una amplia variedad de bacterias y en algunas Archaea. Un ejemplo de bacteria de vida libre es Azotobacter. Las bacterias fijadoras de nitrógeno simbióticas como Rhizobium normalmente viven en los nódulos de las raíces de leguminosas como los guisantes y la alfalfa. Luego forman una relación mutualista con la planta, produciendo amoníaco a cambio de carbohidratos.
ASIMILACIÓN
Las plantas pueden absorber amonio o nitrato del suelo a través de sus raíces. En los casos en que se absorbe el nitrato, primero se reduce a iones de nitrito y luego a iones de amonio para incorporarlos a la clorofila, los aminoácidos y los ácidos nucleicos.
AMONIFICACIÓN
Cuando un animal o una planta muere o un animal excreta desechos, la forma inicial de nitrógeno es orgánica. Los hongos o las bacterias convierten el nitrógeno orgánico de los restos de nuevo en amonio (NH 4 + ), proceso conocido como mineralización o amonificación. Algunas de las enzimas involucradas incluyen Gln sintetasa y Glu deshidrogenasa.
NITRIFICACIÓN
La conversión de amonio en nitrato la realizan bacterias que viven en el suelo y otras bacterias nitrificantes. Las bacterias como las especies de Nitrosomonas realizan la etapa principal de la nitrificación, la oxidación del amonio. Esto convierte el amoníaco en nitritos. Otras especies bacterianas como Nitrobacter realizan la oxidación de nitritos (NO 2 ) en nitratos (NO - 3 ).
DESNITRIFICACIÓN
La desnitrificación se refiere a la reducción de los nitratos a gas nitrógeno. Esto completa el ciclo del nitrógeno. Este proceso lo llevan a cabo especies bacterianas como Paracoccus y Pseudomonas en condiciones anaerobias.
OTROS PROCESOS
A pesar de que la fijación de nitrógeno es la principal fuente de nitrógeno disponible para las plantas en la mayoría de los ecosistemas, en áreas que tienen un lecho rocoso rico en nitrógeno, la descomposición de esta roca también sirve como fuente de nitrógeno.
