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Los microorganismos en el ciclo del nitrógeno

Publicado por Javier García Calleja

La participación de los microorganismos en este ciclo biogeoquímico es aún más significativa que en el ciclo del carbono, pues ellos por sí solos son responsables del mantenimiento de  un cido menor inscrito en el ciclo general. En este, podemos considerar que el nitrógeno se halla en la atmósfera (el 79% de ésta es nitrógeno molecular, N2). Sin embargo, solo ciertos microorganismos son capaces de fijar el nitrógeno atmosférico, es decir, transformarlo en un compuesto químico que, a su vez, pueda ser incorporado por las plantas.

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En realidad, es del suelo de donde el nitrógeno se incorpora a la cadena alimenticia. Y lo hace en forma de nitritos y/o nitratos.

Por otra parte, en el esquema que representa el ciclo se pueden observar ciertos aspectos del mismo, que completan el conjunto, en los que ya no intervienen los microorganismos.

Podemos distinguir tres vías de fijación o incorporación del nitrógeno a la materia viva: biológica, atmosférica (fotoquímica) e industrial. La primera de ellas es la que interesa tratar aquí, dado que es en la que intervienen los microorganismos.

La fijación biológica comienza con el proceso que realizan fas bacterias que transforman el N2 hasta NH3. Las más importantes son las del género Rizobium,  que viven en simbiosis en las raíces de las plantas leguminosas, cuyas células vegetales proporcionan la energía necesaria para la reducción de N2 a NH3, por parte de las bacterias. Se forman compuestos orgánicos nitrogenados que quedan ya incorporados a la planta para formar proteínas y otras moléculas orgánicas vegetales. Después, el nitrógeno orgánico vegetal pasa a los animales que se alimentan de estas plantas.

Otras bacterias que viven libres en el suelo (Azotobacter, Clostridium) fijan ef N2 hasta amoníaco (NH3) y éste se acumula en el suelo. Del mismo modo lo hacen las cianobactenas o algas verde-azuladas en el agua.

Los cadáveres y otros restos orgánicos son degradados por las bacterias descomponedoras en distintas sustancias (CO2, H2O), y entre ellas el amoníaco (NH3) y otros compuestos de amonio (proceso de amonificación), que quedan también en el suelo.

Este NH3 procedente de la fijación biológica y de la descomposición es transformado por otro grupo de bacterias quimiosintéticas nitrificantes en nitritos y nitratos, que pueden ser incorporados, disueltos en agua, por las raíces de las plantas y utilizados para biosíntesis proteica, por lo que entran así en la cadena alimenticia.

Este proceso de nitrificación tiene lugar, como sabemos, en dos pasos realizados por bacterias diferentes:

  • Nitrosomonas: encargadas de la nitrosifícación: de amoníaco (NH3) a nitrito (NO2-).
  • Nitrobacter: que realiza la nitratación: de nitrito (NO2-) a nitrato (NO3-).

Finalmente, el retorno del nitrógeno a la atmosfera, se realiza gracias a la actividad de otro grupo de bacterias anaerobias desnitrificantes del suelo, que transforman los nitratos en N2.

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