domingo, 28 de junio de 2009

Ciclo del nitrógeno







El nitrógeno es un elemento que se encuentra tanto en las partes vivas como en las partes inorgánicas de nuestro planeta . El ciclo de Nitrógeno es uno de los ciclos bioquímicos, y es muy importante para los ecosistemas. El nitrógeno se mueve muy lentamente a través del ciclo y, en su trayectoria, se va almacenado en reservorios tales como la atmósfera, organismos vivíos, suelos, y océanos.
La mayor parte del nitrógeno de la tierra se encuentra en la atmósfera. Aproximadamente un 80% de las moléculas de la atmósfera de la tierra están hechas de dos átomos de nitrógeno que están unidos entre sí, (N2). Todas las plantas y los animales necesitan nitrógeno para hacer aminoácidos, proteínas y DNA, pero el nitrógeno en la atmósfera no está presente de forma que se pueda utilizar. Los seres vivos pueden hacer uso de las moléculas de nitrógeno en la atmósfera cuando estas son separadas por rayos o fuegos, por cierto tipo de bacterias, o por bacterias asociadas con plantas leguminosas. Otras plantas obtienen el nitrógeno que necesitan de los suelos o del agua donde viven, la mayoría de ellos en forma de nitrato inorgánico (NO3-). El nitrógeno es un factor limitante para el crecimiento de las plantas. Los animales obtienen el oxígeno que necesitan consumiendo plantas u otros animales, los cuales contienen moléculas orgánicas parcialmente compuestas de nitrógeno. Cuando los organismos mueren, sus cuerpos se descomponen y llevan el nitrógeno al suelo, tierra u océanos. A medida que las plantas y los animales muertos se descomponen, el nitrógeno adquiere formas orgánicas como las sales de amonio (NH4+) mediante un proceso llamado mineralización. Las sales de amonio son absorbidas por la arcilla del suelo y luego son alteradas químicamente por bacteria en nitrito (NO2-) y luego nitrato (NO3-). El nitrato es la forma más usada por las plantas. Se disuelve en el agua facilmente y es separado del sistema de suelos. El nitrato disuelto puede regresar a la atmósfera mediante ciertas bacterias en un proceso llamado de nitrificación.
Ciertas acciones por parte de los humanos están generando cambios en el ciclo de nitrógeno y en la cantidad de nitrógeno almacenada en los reservorios. El uso de fertilizantes ricos en nitrógeno pueden generar una carga en vías acuáticas a medida que el nitrato de los fertilizantes va hacia corrientes y lagunas. El aumento de los niveles de nitrato hace que las plantas crezcan rápidamente hasta que usan todo el suministro de nitrato y luego mueren. El número de herbívoros aumentará mientras el suministro de las plantas aumente, luego los herbívoros quedarán sin una fuente alimenticia lo que afectará toda la cadena alimenticia. Adicionalmente, los humanos están alterando el ciclo de nitrógeno mediante la quema de combustible de fósiles y de bosques, los cuales liberan varias formas sólidas de nitrógeno. La agricultura también afecta el ciclo de nitrógeno. Los restos asociados con la ganadería liberan gran cantidad de nitrógeno hacia los suelos y el agua. Igualmente, los desechos de las cloacas agregan nitrógeno a los suelos y al agua.

El ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantes en que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera.
Efectos
Los seres vivos cuentan con una gran proporción de nitrógeno en su composición química. El nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3–) a grupos amino, reducidos (asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los des componedores lo extraigan de la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH4+), proceso que se llama amonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.
Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la escorrentía y la infiltración, lo que tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno atmosférico habría terminado, tras su conversión, disuelto en el mar. Los océanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentes estarían prácticamente desprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieran otros dos procesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógeno atmosférico (N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos solubles a partir del N2, y la des nitrificación, una forma de respiración anaerobia que devuelve N2 a la atmósfera. De esta manera se mantiene un importante depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% en volumen).
Fijación y asimilación de nitrógeno
La fijación de nitrógeno es la conversión del nitrógeno del aire (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio (NH4+) o los iones nitrito (NO2–) o nitrato (NO3–); y también su conversión a sustancias atmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionan fácilmente para originar alguna de las anteriores.


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