Te explicamos qué es el ciclo del nitrógeno, cuáles son sus etapas y su importancia. Además, cómo afecta la actividad humana a este ciclo biogeoquímico.
¿Qué es el ciclo del nitrógeno?
El ciclo del nitrógeno es la circulación de nitrógeno en el planeta Tierra. Durante este ciclo el nitrógeno forma parte de distintos compuestos químicos que se mueven entre los distintos ecosistemas y el entorno que los rodea.
El nitrógeno que se encuentra en la atmósfera en forma gaseosa (N2) no puede ser utilizado por las plantas y los animales para realizar sus funciones vitales. Es por esto que es necesario un conjunto de procesos que transformen el nitrógeno atmosférico en compuestos químicos que contienen nitrógeno, como los iones nitrato (NO3–) y amonio (NH4+), y que los organismos vivos sí puedan utilizar para realizar sus funciones.
En estos procesos (necesarios para convertir el nitrógeno de la atmósfera en formas útiles de nitrógeno) intervienen microorganismos llamados bacterias y hongos. Estos microorganismos son capaces de transformar el nitrógeno de la atmósfera en compuestos químicos que pueden ser utilizados por las plantas y los animales.
Este ciclo garantiza que el nitrógeno se traslade entre organismos vivos y no vivos, y además permite que el nitrógeno atmosférico se transforme a formas utilizables por los seres vivos. Por ejemplo: el nitrógeno en forma de iones NH4+ y NO3– es absorbido por las plantas a través de sus raíces y luego incorporado por los animales cuando consumen las plantas.
Ver además: Ciclos biogeoquímicos
Características del ciclo del nitrógeno
El ciclo del nitrógeno involucra distintas etapas y ocurre relacionando distintas capas de la Tierra. Algunas características del ciclo del nitrógeno son:
- Durante el ciclo, el nitrógeno forma parte de distintos compuestos químicos que circulan por el planeta.
- El ciclo garantiza que el nitrógeno esté disponible en formas químicas que pueden ser utilizadas por los seres vivos, como el nitrato (NO3–) y el amonio (NH4+).
- Las etapas del ciclo ocurren principalmente en la biosfera, la atmósfera y la geosfera.
Etapas del ciclo del nitrógeno
En el ciclo del nitrógeno se encuentran interrelacionados los diferentes niveles de seres vivos, los organismos autótrofos (que producen sus compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos simples y no se nutren de otros organismos) y los organismos heterótrofos (que no producen sus compuestos orgánicos a partir de compuestos inorgánicos simples, sino que se nutren de plantas o animales), los minúsculos organismos descomponedores de la materia orgánica (bacterias y hongos), y el nitrógeno de la atmósfera (N2).
El ciclo del nitrógeno está compuesto por varias etapas:
- Fijación. Mediante la fijación, el nitrógeno atmosférico (N2) se transforma en compuestos químicos que contienen nitrógeno (nitrato (NO3–) y amonio (NH4+)) y que pueden utilizar los organismos vivos para realizar sus funciones vitales. Este proceso puede ocurrir por la oxidación del N2, que se da por la acción de los rayos, y por la acción de ciertos microorganismos que convierten el N2 en NH4+.
- Nitrificación. Mediante la nitrificación, el amoníaco (NH3) o el ion amonio (NH4+) se transforman en compuestos químicos que pueden ser asimilados por las plantas y los animales. Este proceso ocurre por la acción de ciertos microorganismos que pueden transformar el NH3 y el NH4+ en iones nitritos (NO2–) y nitratos (NO3–), que luego pueden ser incorporados a las plantas a través de sus raíces y a los animales cuando comen las plantas.
- Asimilación. Mediante la asimilación, las plantas y los animales incorporan el nitrógeno en sus organismos. Así, el nitrógeno regresa al medio cuando estos organismos mueren y se descomponen.
- Amonificación. Mediante la amonificación, el nitrógeno presente en los seres vivos es liberado al entorno formando parte del amoníaco (NH3) o ion amonio (NH4+). Esto ocurre cuando se descomponen los organismos muertos, pues existen microorganismos (bacterias y hongos) que son capaces de descomponer las plantas y animales muertos, y como resultado de este proceso pueden liberar el nitrógeno al medio ambiente. Además, el nitrógeno presente en los animales puede ser liberado al ambiente a través de sus desechos, como orina y excrementos.
- Desnitrificación. Mediante la desnitrificación algunos microorganismos (bacterias desnitrificantes) pueden descomponer los iones nitrato (NO3–) y nitrito (NO2–), liberando nitrógeno gaseoso (N2) a la atmósfera.
Importancia del ciclo del nitrógeno
El ciclo del nitrógeno es muy importante porque en su transcurso el nitrógeno atmosférico (N2), que no es utilizable por los seres vivos, se transforma en formas químicas como los nitratos (NO3–), que estos seres pueden utilizar en sus organismos.
El nitrógeno es fundamental para la síntesis de biomoléculas como el ADN, el ARN y las proteínas. Además, este elemento químico es fundamental para el desarrollo de las plantas.
Impacto de la actividad humana en el ciclo del nitrógeno
El desarrollo de actividades por parte del ser humano ha aumentado los niveles de nitrógeno en el planeta. Aunque el nitrógeno es imprescindible para el correcto funcionamiento de los distintos ecosistemas, el exceso de nitrógeno contribuye al cambio climático y a la contaminación del agua del planeta.
Las actividades humanas que más incorporan nitrógeno al planeta son las relacionadas con el uso en exceso de fertilizantes en la agricultura. Además, durante la quema de combustibles fósiles para generar energía también se libera nitrógeno.
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Referencias
- Donald E. Canfield, Alexander N. Glazer, Paul G. Falkowski. (2010) “The Evolution and Future of Earth’s Nitrogen Cycle” Science vol 330.
- Cerón Rincón, L. E., & Ancízar Aristizábal Gutiérrez, F. (2012). Dinámica del ciclo del nitrógeno y fósforo en suelos. Revista colombiana de Biotecnología, 14(1), 285-295.
- Avila, J. P., Canul, R. P., & Sansores, A. C. (2002). Análisis del ciclo del nitrógeno en el medio ambiente con relación al agua subterránea y su efecto en los seres vivos. Ingeniería, 6(3), 73-81.
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