CICLO DEL NITROGENO

CICLO DEL NITROGENOCONCEPTOEs cada uno de los procesos biolgicos y abiticos en que se basa el suministro de este elemento de los seres vivos.

Es uno de los ciclos biogeoqumicos importantes en que se basa el equilibrio dinmico de composicin de la biosfera terrestre2

EFECTOSLos seres vivos cuentan con una gran proporcin de Nitrgeno en su composicin qumica. El Nitrgeno oxidado que reciben como nitrato (NO3) es transformado a grupos aminocidos (asimilacin)

Para volver a contar con nitrato hacen falta que los descomponedores lo extraigan de la biomasa dejndolo en la forma reducida de ion amonio (NH4+), proceso que se llama amonificacin; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificacin.4EFECTOSAs parece que se cierra el ciclo biolgico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustancias extremadamentesolubles, que son arrastradas fcilmente por la escorrenta y la infiltracin, lo que tiende a llevarlas almar.

Al final todo el nitrgenoatmosfricohabra terminado, tras su conversin, disuelto en el mar.5ARRASTRE

OCEANOS

CONTINENTES

DESIERTOS BIOLOGICOSLosocanosseran ricos en nitrgeno, pero loscontinentesestaran prcticamente desprovistos de l, convertidos en desiertos biolgicos, si no existieran otros dos procesos, mutuamente simtricos, en los que est implicado el nitrgeno atmosfrico (N2).6Fijacin y asimilacin de nitrgenoEl primer paso en el ciclo es la fijacin del nitrgeno de la atmsfera (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse a la composicin del suelo o de los seres vivos, como el ionamonio(NH4+)o los iones nitrito(NO2)o nitrato(NO3)

(aunque el amonio puede usarse por la mayora de los seres vivos, lasbacteriasdel suelo derivan la energa de la oxidacinde dicho compuesto a nitrito y ltimamente a nitrato), y tambin su conversin a sustancias atmosfricas qumicamente activas, como el dixido de nitrgeno(NO2), que reaccionan fcilmente para originar alguna de las anteriores.7Fijacin abitica:La fijacin natural puede ocurrir porprocesos qumicosespontneos, como la oxidacin que se produce por la accin de losrayos, que forma xidos de nitrgeno a partir del nitrgeno atmosfrico.

8Fijacin biolgica de nitrgeno:Es un fenmeno fundamental que depende de la habilidad metablica de unos pocos organismos, llamadosdiaztrofosen relacin a esta habilidad, para tomar N2yreducirloa nitrgeno orgnico

La fijacin biolgica la realizan tres grupos demicroorganismosdiaztrofos:Bacteriasgram negativas de vida libre en el suelo, degneroscomoAzotobacter,Klebsiellao elfotosintetizadorRhodospirillum, una bacteria purprea.

La fijacin biolgica la realizan tres grupos demicroorganismosdiaztrofos:Bacteriassimbiticasde algunasplantas, en las que viven de manera generalmenteendosimbiticaen ndulos, principalmente localizados en las races.

La fijacin biolgica la realizan tres grupos demicroorganismosdiaztrofos:Cianobacteriasde vida libre o simbitica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en elplanctonmarino y son los principales fijadores en el mar.

CICLOAlgunas bacterias convierten amonaco en nitrito y otras transforman ste en nitrato. Una de estas bacterias (Rhizobium) se aloja en ndulos de las races de lasleguminosas(alfalfa,alubia, etc.) y por eso esta clase de plantas son tan interesantes para hacer un abonado natural de los suelos.

Donde existe un exceso demateria orgnicaen elmantillo, en condicionesanaerobias, hay otras bacterias que producen desnitrificacin, convirtiendo los compuestos deNenN2, lo que hace que se pierda de nuevo nitrgeno delecosistemaa laatmsfera.13NitrificacinLa nitrificacin es la oxidacin biolgica del amonio al nitrato pormicroorganismosaerobiosque usan el oxgeno molecular (O2)como receptor de electrones, es decir,como oxidante.

A estos organismos el proceso les sirve para obtener energa, al modo en que loshetertrofosla consiguen oxidando alimentos orgnicos a travs de larespiracin celular. El C lo consiguen del CO2atmosfrico, as que son organismosauttrofos.14DesnitrificacinLa desnitrificacin es lareduccindel ion nitrato(NO3), presente en el suelo o el agua, a nitrgeno molecular o diatmico(N2), la sustancia ms abundante en la composicin delaire. Por su lugar en el ciclo del nitrgeno este proceso es el opuesto a la fijacin del nitrgeno.

Lo realizan ciertas bacteriashetertrofas, comoPseudomonas fluorescens, para obtenerenerga.El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamadarespiracin anaerobia, en la que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel deoxidante (aceptor de electrones)que en la respiracin celular normal o aerobia corresponde aloxgeno(O2). El proceso se produce en condicionesanaerobiaspor bacterias que normalmente prefieren utilizar el oxgeno si est disponible.

15El proceso sigue unos pasos en los que el tomo de nitrgeno se encuentra sucesivamente bajo las siguientes formas:nitratonitritoxido ntricoxido nitrosonitrgeno molecular

Expresado como reaccinredox

La desnitrificacin es empleada, en los procesos tcnicos dedepuracin controlada de aguas residuales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofizacin y reduce lapotabilidaddel agua, porque se reduce a nitrito por laflora intestinal, y ste escancergeno.16Reduccin desasimilatoriaEs la conversin delnitratoynitritoa la forma gaseosaN2Oy a la forma ionamonio. Se produce enestercolerosyturberasdonde residen bacterias del gneroCitrobactersp. Este gnero es tpico de las coliformes enterofecales, por lo que tambin forma parte de laflora intestinaldemamferos, ya que procesan parte de lalactosaque ingieren.En principio se estudi esta bacteria en las turberas debido a que son productoras dexido de nitrgenoNO2, un gas deefecto invernadero, en la actualidad se realizan estudios de las bateras enzimticas relacionadas con el retorno de amonio al suelo y su inhibicin en presencia de sulfatos.17

CICLO DEL OXIGENO

EL CICLO DEL OXIGENOEs la cadena de reacciones y procesos que describen la circulacin deloxgenoen labiosferaterrestre.

Al respirar los animales y los seres humanos tomamos del aire el oxgeno que las plantas producen y luego exhalamosgas carbnico.

Las plantas, a su vez, toman el gas carbnico que los animales y los seres humanos exhalamos, para utilizarlo en el proceso de la fotosntesis. Plantas, animales y seres humanos intercambian oxgeno y gas carbnico todo el tiempo, los vuelven a usar y los reciclan. A esto se le llama el ciclo del oxgeno.22AtmsferaEl oxgeno molecular presente en laatmsferay el disuelto en el agua interviene en muchas reacciones de los seres vivos.

En larespiracin celularse reduce oxgeno para la produccin de energa y generndose dixido de carbono, y en el proceso defotosntesisse origina oxgeno y glucosa a partir de agua, dixido de carbono (CO2) yradiacin solar.23Hidrsfera y atmsfera qumica bsica estructura lticaEl oxgeno es ligeramente soluble en agua, disminuyendo su solubilidad con la temperatura. Condiciona las propiedadesrdoxde los sistemas acuticos. Oxida materia biorgnica dando el dixido de carbono y agua.

El dixido de carbono tambin es ligeramente soluble en agua dandocarbonatos; condiciona las propiedadescido-basede los sistemas acuticos. Una parte importante del dixido de carbono atmosfrico es captado por losocanosquedando en los fondos marinos comocarbonato de calcio.24