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Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno (N2)

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by

Valar Dohaeris

on 16 November 2016

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Ciclo biogeoquímico del Nitrógeno (N2)
Es el proceso de oxidación del amoníaco, producido por bacterias del suelo, en
nitritos
(NO2–) por un grupo de bacterias del género Nitrosomas para luego esos
nitritos
convertirse en
nitratos
(NO3–) mediante otras bacterias del género Nitrobacter. Este proceso es obligatoriamente aeróbico.
Nitrógeno para la vida
Los seres vivos requieren átomos de
nitrógeno
para la
síntesis de moléculas orgánicas esenciales
como las proteínas, los ácidos nucleicos, aminoácidos, por lo tanto es otro
elemento indispensable
para el
desarrollo de los seres vivos.
1. Fijación.
Es la conversión del
nitrógeno gaseoso

(N2)
en
amoníaco

(NH3 o NH4)
. En esta etapa actúan las baterías en la ausencia de oxígeno que requiere el consumo de una gran cantidad de energía, están presentes en el suelo y ambientes acuáticos,
emplean la enzima
nitrogenasa
para romper el nitrógeno molecular y combinarlo con hidrógeno.
3. Nitrificación
By: Futura Schools
Es el proceso en donde circula el nitrógeno por el
mundo orgánico
y el
mundo físico.
La atmosfera es el principal reservorio de nitrógeno, donde se crea hasta un
78%.
Etapas del Ciclo del Nitrógeno
Sin embargo, como la mayoría de los
seres vivos no pueden utilizar el nitrógeno atmosférico
para elaborar aminoácidos y otros compuestos nitrogenados,
dependen del nitrógeno presente en los minerales del suelo
.
En los organismos
productores
el nitrógeno ingresa en forma de
nitratos
, y en los
consumidores
en forma de grupos
amino
.
Existen algunas
bacterias
especiales que
pueden utilizar directamente el nitrógeno atmosférico
. Esas bacterias juegan un papel muy importante en el ciclo al hacer la
fijación
del nitrógeno.
Nitratos
Aminoácidos
Esto se consigue, fundamentalmente, mediante la
fijación biológica
, aunque también las

radiaciones cósmicas
y la energía que producen los
rayos en la atmósfera
intervienen en este proceso en menor medida
combinando nitrógeno y oxígeno
que una vez transformado es enviado a la
superficie terrestre
por las
precipitaciones.
Este proceso
libera energía
y es utilizado como
fuente de energía primaria por estas bacterias
, es un proceso poco eficiente ya que es necesaria la oxidación de una gran cantidad de substrato (Amoniaco) para que pueda
producir un crecimiento en estos tipos de microorganismos,
la oxidación es fijada en el nitrógeno al pasar de forma
catiónica a aniónica.
Este proceso ocurre en dos etapas:
Un grupo de bacterias, las
Nitrosomonas
y Nitrococcus,
oxidan el amoníaco a nitrito
(NO2-):



Otro grupo de bacterias,
Nitrobacter
,
transforman el nitrito en nitrato
, por este motivo no se encuentra nitrito en el suelo.

Un
efecto colateral negativo
de la nitrificación es que
los nitratos son tóxicos para animales
ya que pueden dar lugar, entre otros efectos indeseables, a la
producción de nitrosaminas
y de otros
agentes cancerígenos
, se han utilizados inhibidores de la nitrificación para reducir los efectos en el suelo.
2. Amonificación.
Es la conversión de
compuestos nitrogenados organicos en amoníaco.
Se inicia cuando los
organismos
producen
desechos
como
urea
(orina) y
ácido úrico
(excreta de las aves),
sustancias que son degradadas para liberar como amoníaco el nitrógeno en el ambiente abiótico.
El amoníaco queda disponible para los procesos de
nitrificación
y
asimilación.
El
nitrógeno
presente en el suelo es el
resultado
de la
descomposición de materiales orgánicos
y se encuentra en forma de compuestos orgánicos complejos, como
proteínas, aminoácidos, ácidos nucleicos y nucleótidos
, que son
degradados
a
compuestos simples
por microorganismos (bacterias y hongos) que se encuentran en el suelo.
Estos microorganismos
usan las proteínas y los aminoácidos
para producir sus propias proteínas y
liberan el exceso de nitrógeno
en forma de

amoníaco (NH3)
o
ion amonio (NH4+).
4. Asimilación.
Es el proceso en donde
las plantas absorben el amoníaco
(NH3) o
el nitrato
(NO3 -) incorporan el nitrógeno en proteínas, acidos nucleicos y clorofila. Cuando los
animales consumen vegetales, consumen nitrogenados vegetales
y los transforman en compuestos nitrogenados animales.
5. Desnitrificación.
Es el proceso que realizan algunas bacterias ante la ausencia de oxígeno,
degradan nitratos (NO3 -) liberando nitrógeno (N2)
a la atmósfera a fin de utilizar el oxígeno para su propia respiración. Ocurre en suelos mal drenados. A pesar de las pérdidas de nitrógeno,
el ciclo se mantiene gracias a la actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno
, capaces de
incorporar el nitrógeno gaseoso del aire
a compuestos orgánicos nitrogenados.
Ciclo del Nitrógeno
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