Mapa conceptual y resúmen CICLO DEL NITRÓGENO
Mapa conceptual
El ciclo del nitrógeno es fundamental para la vida terrestre, involucrando la transformación de nitrógeno atmosférico en compuestos útiles para los seres vivos. Procesos como la fijación, nitrificación, asimilación, amonificación y desnitrificación son esenciales para el equilibrio ecológico y la agricultura. Microorganismos como bacterias y cianobacterias juegan un rol clave en la fijación de nitrógeno, mientras que la nitrificación y la asimilación permiten a las plantas nutrirse y crecer.
Resumen
Esquema
El Ciclo del Nitrógeno: Un Proceso Vital para los Ecosistemas
El ciclo del nitrógeno es un sistema biogeoquímico esencial que facilita la circulación del nitrógeno en diferentes formas químicas a través de la atmósfera, la hidrosfera, la litosfera y la biosfera. Aunque el nitrógeno es el gas más prevalente en la atmósfera terrestre, su forma diatómica (N2) no es directamente utilizable por la mayoría de los organismos vivos. Mediante la acción de microorganismos diazotróficos, que incluyen ciertas bacterias y cianobacterias, el nitrógeno atmosférico se convierte en amoníaco (NH3) o iones amonio (NH4+), que las plantas pueden incorporar en sus tejidos. El ciclo del nitrógeno comprende varias fases interrelacionadas: fijación, nitrificación, asimilación, amonificación y desnitrificación, cada una desempeñando un rol indispensable en la transformación y el reciclaje del nitrógeno en el medio ambiente.Fijación de Nitrógeno: El Punto de Partida
La fijación de nitrógeno representa el proceso inicial del ciclo del nitrógeno, en el cual el nitrógeno atmosférico (N2) se convierte en formas químicas más reactivas y disponibles para los seres vivos, como el amoníaco (NH3) y los nitratos (NO3-). Este proceso es realizado por microorganismos fijadores de nitrógeno, que cuentan con la enzima nitrogenasa, capaz de romper los enlaces triple del nitrógeno molecular. Las plantas aprovechan estos compuestos nitrogenados para sintetizar aminoácidos y proteínas, elementos fundamentales para su crecimiento y reproducción, proporcionando así la base de la cadena trófica.Nitrificación: La Transformación del Amoniaco
La nitrificación es un proceso bacteriano que ocurre en dos fases sucesivas, donde el amoníaco es primero oxidado a nitrito (NO2-) por bacterias del género Nitrosomonas, y luego el nitrito es convertido a nitrato (NO3-) por bacterias del género Nitrobacter. Los nitratos resultantes son formas de nitrógeno que las plantas pueden absorber y utilizar eficientemente. Este proceso es vital no solo para la disponibilidad de nitrógeno para las plantas sino también para la energía metabólica de las bacterias nitrificantes, lo que subraya la simbiosis entre los distintos componentes biológicos de los ecosistemas.Asimilación: El Nitrógeno en la Vida de las Plantas
La asimilación es el proceso por el cual las plantas absorben nitrógeno, en forma de nitratos o amonio, a través de sus sistemas radiculares y lo incorporan en compuestos orgánicos como proteínas, enzimas y ácidos nucleicos. Este paso es esencial para el desarrollo vegetal y la producción de biomasa. Los animales, a su vez, adquieren el nitrógeno necesario para la síntesis de sus propias proteínas al consumir material vegetal o a otros animales, evidenciando la transferencia de nitrógeno a lo largo de la cadena alimenticia.Amonificación: Reciclaje de Nitrógeno en el Suelo
La amonificación o mineralización es el proceso por el cual la materia orgánica, como los restos de plantas y animales, es descompuesta por microorganismos descomponedores, incluyendo bacterias y hongos, liberando nitrógeno en forma de amonio (NH4+). Este amonio puede ser directamente asimilado por las plantas o puede ser sujeto a nitrificación, convirtiéndose nuevamente en nitratos. Este paso es crucial para el reciclaje continuo de nitrógeno y la fertilidad del suelo en los ecosistemas naturales y agrícolas.Inmovilización y Desnitrificación: Equilibrio y Pérdida de Nitrógeno
La inmovilización es el proceso complementario a la mineralización, donde el nitrógeno inorgánico es convertido nuevamente en formas orgánicas por microorganismos, quedando temporalmente no disponible para las plantas. Este fenómeno contribuye al equilibrio del nitrógeno en el suelo. En contraste, la desnitrificación es el proceso en el que bacterias anaeróbicas convierten nitratos en gases nitrogenados (N2, N2O), que se liberan a la atmósfera. Si bien es un componente natural del ciclo del nitrógeno, la desnitrificación puede intensificarse por prácticas agrícolas inadecuadas, como el uso excesivo de fertilizantes, provocando la pérdida de nitrógeno útil del suelo y contribuyendo al calentamiento global y la contaminación del aire.
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1. INTRODUCCIÓN
CENTRO DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN AMBIENTAL DE NORTE AMÉRICA. CICEANA, A. C
EL CENTRO DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN AMBIENTAL DE NORTE AMÉRICA, TAMBIÉN CONOCIDO COMO CICEANA, ES UNA ORGANIZACIÓN QUE SE DEDICA A LA DIVULGACIÓN DE INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN SOBRE TEMAS AMBIENTALES EN AMÉRICA DEL NORTE
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2. CICLO DEL NITRÓGENO
ÍNDICE
EL CICLO DEL NITRÓGENO SE DIVIDE EN VARIAS ETAPAS, QUE SE PRESENTAN EN UN ÍNDICE
FASES DEL CICLO
FIJACIÓN
LA FIJACIÓN BIOLÓGICA DEL NITRÓGENO ES EL PROCESO EN EL QUE CIERTAS BACTERIAS CONVIERTEN EL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO EN COMPUESTOS UTILIZABLES POR LAS PLANTAS
ASIMILACIÓN
LA ASIMILACIÓN ES EL PROCESO EN EL QUE LAS PLANTAS UTILIZAN LOS COMPUESTOS NITROGENADOS PARA PRODUCIR PROTEÍNAS Y OTROS COMPONENTES ESENCIALES PARA SU METABOLISMO
DESNITRIFICACIÓN
LA DESNITRIFICACIÓN ES EL PROCESO EN EL QUE CIERTAS BACTERIAS LIBERAN NITRÓGENO DE NUEVO A LA ATMÓSFERA EN FORMA GASEOSA
APORTACIONES POR LLUVIA
LA LLUVIA PUEDE APORTAR NITRÓGENO AL CICLO A TRAVÉS DE LA DEPOSICIÓN DE NITRATOS EN EL SUELO
BIBLIOGRAFÍA UTILIZADA
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LINKS RECOMENDADOS
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BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
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3. FIJACIÓN DE NITRÓGENO
MICROORGANISMOS RESPONSABLES
LOS MICROORGANISMOS, PRINCIPALMENTE BACTERIAS Y CIANOBACTERIAS, SON LOS ENCARGADOS DE FIJAR EL NITRÓGENO ATMOSFÉRICO A LAS PLANTAS
MECANISMOS DE FIJACIÓN
CONVERSIÓN DE N2 A NH3 O NO3
LA FIJACIÓN DE NITRÓGENO SE DA POR MEDIO DE LA CONVERSIÓN DE NITRÓGENO GASEOSO (N2) EN AMONIACO (NH3) O NITRATOS (NO3-)
USO DE LA ENZIMA NITROGENASA
LOS MICROORGANISMOS UTILIZAN LA ENZIMA NITROGENASA PARA LLEVAR A CABO LA FIJACIÓN DE NITRÓGENO
ESTRATEGIAS DE AISLAMIENTO DEL OXÍGENO
LAS BACTERIAS UTILIZAN DIFERENTES ESTRATEGIAS, COMO VIVIR EN CAPAS DE MOCO O EN NÓDULOS EN LAS RAÍCES DE LAS PLANTAS, PARA AISLAR LA ENZIMA NITROGENASA DEL OXÍGENO
4. NITRIFICACIÓN O MINERALIZACIÓN
FORMAS ASIMILABLES DE NITRÓGENO
LAS PLANTAS PUEDEN ABSORBER NITRATO (NO3-) O AMONIACO (NH3), LAS ÚNICAS FORMAS DE NITRÓGENO ASIMILABLES POR ELLAS
PROCESO DE NITRIFICACIÓN
CONVERSIÓN DE NH4+ A NO3
LAS BACTERIAS NITROSOMONAS Y NITROCOCCUS CONVIERTEN EL AMONIO EN NITRITO, Y LUEGO LA BACTERIA NITROBACTER OXIDA EL NITRITO EN NITRATO
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA NITRIFICACIÓN
LA TEMPERATURA Y EL PH DEL SUELO SON FACTORES IMPORTANTES QUE AFECTAN LA VELOCIDAD DE NITRIFICACIÓN
DURACIÓN DEL PROCESO
LA NITRIFICACIÓN SE COMPLETA EN UN PERIODO DE DOS A CUATRO SEMANAS
5. ASIMILACIÓN
ABSORCIÓN DE NITRATO Y AMONIACO POR LAS PLANTAS
LAS PLANTAS ABSORBEN NITRATO (NO3-) Y AMONIACO (NH3) A TRAVÉS DE SUS RAÍCES PARA INCORPORARLOS A SUS PROTEÍNAS Y ÁCIDOS NUCLEICOS
CONVERSIÓN A COMPUESTOS ANIMALES
LOS ANIMALES TAMBIÉN ASIMILAN NITRÓGENO A TRAVÉS DE LOS TEJIDOS DE LAS PLANTAS Y LO CONVIERTEN EN COMPUESTOS ANIMALES
6. AMONIFICACIÓN
DESCOMPOSICIÓN DE COMPUESTOS PROTEICOS
LOS DESECHOS DE ORGANISMOS Y MATERIA ORGÁNICA SON DESCOMPUESTOS POR BACTERIAS, LIBERANDO AMONIO (NH3) AL MEDIO
DIGESTIÓN ENZIMÁTICA
LAS BACTERIAS LLEVAN A CABO LA DIGESTIÓN ENZIMÁTICA PARA DEGRADAR EL AMONIO EN COMPUESTOS AMINADOS Y AMINOÁCIDOS
7. DESNITRIFICACIÓN
REDUCCIÓN DE NITRATOS Y AMONIO
LAS BACTERIAS DESNITRIFICADORAS CONVIERTEN NITRATOS (NO3-) A NITRÓGENO GASEOSO (N2) Y AMONIO (NH4+) A AMONIACO (NH3), DEVOLVIENDO EL NITRÓGENO A LA ATMÓSFERA
CONDICIONES PARA LA DESNITRIFICACIÓN
LA DESNITRIFICACIÓN OCURRE EN CONDICIONES DE ALTA HUMEDAD, FALTA DE OXÍGENO Y PRESENCIA DE MATERIA ORGÁNICA EN EL SUELO
CICLO DEL NITRÓGENO
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00
Aunque el ______ es el más ______ en la atmósfera, su estabilidad limita su uso por los seres vivos.
nitrógeno
abundante
01
Fijación biológica del nitrógeno
Proceso por bacterias y cianobacterias para convertir N2 atmosférico en compuestos útiles para seres vivos.
02
Nitrificación
Transformación de amoníaco en nitritos y nitratos por bacterias nitrificantes, esencial para plantas.
