El Ciclo del Nitrógeno: Importancia y Procesos Biológicos

Importancia del Nitrógeno para los Seres Vivos

El nitrógeno es un elemento esencial para todos los seres vivos. Forma parte fundamental de las proteínas, que a su vez son componentes básicos de las células. Aunque la atmósfera es rica en nitrógeno, este se encuentra principalmente en estado gaseoso como nitrógeno molecular (N₂), una forma que la mayoría de los organismos no pueden utilizar directamente. Para ser aprovechable, el nitrógeno debe transformarse en formas químicas más reactivas, un proceso conocido como fijación del nitrógeno.

Fijación del Nitrógeno

La fijación del nitrógeno puede ocurrir a través de dos vías principales:

• Procesos atmosféricos: Eventos de alta energía como los relámpagos o la radiación cósmica pueden unir el nitrógeno con el oxígeno y el agua, formando nitratos que luego son depositados en la superficie terrestre por la lluvia.
• Fijación biológica: Este proceso es responsable de aproximadamente el 90% del nitrógeno fijado. Es llevado a cabo por bacterias fijadoras de nitrógeno. Algunas de estas bacterias viven en simbiosis con plantas, especialmente leguminosas, en nódulos ubicados en sus raíces. Otras bacterias fijadoras de nitrógeno incluyen:
  • Bacterias de vida libre (por ejemplo, Azotobacter)
  • Cianobacterias (algas verdeazuladas)
  • Algunas bacterias anaerobias (por ejemplo, Clostridium)
  • Bacterias fotosintéticas

Durante la fijación biológica, el nitrógeno molecular (N₂) se divide en dos átomos de nitrógeno que se combinan con hidrógeno para formar amoníaco (NH₃).

Amonificación

Otra fuente importante de nitrógeno proviene de los residuos orgánicos. La materia orgánica muerta, al ser descompuesta por procesos de putrefacción, o las deyecciones y excreciones de los seres vivos, liberan nitrógeno al ecosistema en forma de amoníaco. Este proceso se conoce como amonificación.

Nitrificación

El amoníaco producido por la amonificación es oxidado por bacterias nitrificantes en un proceso llamado nitrificación. Este proceso se lleva a cabo en dos etapas:

1. Las bacterias del género Nitrosomonas oxidan el amoníaco a nitritos (NO₂^-).
2. Las bacterias del género Nitrobacter oxidan los nitritos a nitratos (NO₃^-).

La nitrificación produce energía que es utilizada por las bacterias nitrificantes.

Desnitrificación

Finalmente, el nitrógeno en forma de nitratos puede ser convertido nuevamente en nitrógeno molecular gaseoso (N₂) a través del proceso de desnitrificación. Este proceso es realizado por bacterias desnitrificantes, que devuelven el nitrógeno a la atmósfera, completando así el ciclo.