Comenzaremos hablando con el nitrógeno, el nitrógeno es un elemento químico no metálico, que en condiciones normales aparece como un gas diatómico, incoloro e inodoro. Se encuentra en forma sólida, disuelta y gaseosa. Pero es en la atmósfera donde se encuentra el mayor potencial biológico de reserva de nitrógeno. El nitrógeno que respiran los organismos no es utilizable directamente y sólo algunas plantas en simbiosis con bacterias fijadoras de nitrógeno pueden originar compuestos susceptibles de incorporarse al suelo o a los seres vivos, es decir, que pueden originar compuestos aprovechables. Es aquí donde se evidencia el papel vital que tienen dichas plantas para la vida y los seres vivos.
La mayoría de los organismos son incapaces de metabolizar el nitrógeno, de modo que tiene que ser transformado en compuestos absorbibles y metabolizables por las plantas. Por lo tanto, la conversión de nitrógeno a formas susceptibles como el amoniaco es esencial para el desarrollo de todos los organismos.
Los átomos de nitrógeno están en continuo movimiento; se desplazan lentamente entre el aire, la tierra, el agua y los organismos, vivos o muertos. A este ininterrumpido ciclo cerrado se le conoce como ciclo del nitrógeno. (Figura 1).
Figura 1. Ciclo del nitrógeno. Tomado de Johann Dréo.
Las bacterias que viven libres en el suelo o en simbiosis con plantas toman directamente el nitrógeno del aire, originando compuestos susceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos. De esta forma el nitrógeno atmosférico empieza el ciclo, al ser incorporado a la planta.
Los animales herbívoros continúan el ciclo; sintetizan sus proteínas a partir de los herbívoros, mientras que los carnívoros las obtienen a partir de los herbívoros. Posteriormente, mediante los excrementos o al descomponerse los cadáveres, el nitrógeno vuelve al suelo.
FIJACIÓN
La fijación del nitrógeno se define como la oxidación o reducción del nitrógeno para dar amonio u óxidos. Consiste en la conversión del nitrógeno atmosférico a formas metabolizables, que puedan ser incorporadas por los seres vivos. Estas formas son el ion amonio (NH4+) o los iones nitrito (NO2–) o nitrato (NO3–). Otras sustancias como el dióxido de nitrógeno (NO2) reaccionan fácilmente para originar algunas de las anteriores.
Existen dos tipos de fijación del nitrógeno: abiótica o biológica.
Fijación abiótica: engloba aquellos procesos químicos espontáneos, en los cuales se forman óxidos como consecuencia de la combustión de compuestos orgánicos. Una forma de fijación abiótica se produce mediante descargas eléctricas, o mediante la oxidación producida por los rayos, que forman óxidos de nitrógeno.
Fijación biológica: la realizan algunos organismos que pueden aprovechar directamente el nitrógeno del aire a través de bacterias, formando nódulos. Los nódulos son unas estructuras radiculares resultantes de la simbiosis entre la planta y la bacteria.
BACTERIAS
Dentro de las bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno encontramos dos grupos de organismos. Al primer grupo pertenecen bacterias móviles del suelo, que son atraídas hacia la raíz por compuestos que ésta libera. Pertenecen al grupo de quimioorganotrofos aerobios. Se denominan Rizobios. A este grupo pertenecen Rhizobium (nodulan en raíces de leguminosas de climas templados y subtropicales), Azorhizobium (nódulos en tallos y raíces) y Bradyrhizobium (nodula raíces de soja). Existen otros formadores de nódulos de fijación dudosa de nitrógeno como son: Phyllobacterium (forma nódulos en tallos y hojas de mirsináceas y rubiáceas) y Agrobacterium
El segundo grupo está formado por Actinomicetos (bacterias Gram positivas) que nodulan raíces de muchos árboles y arbustos. Son aquellas bacterias filamentosas que viven en simbiosis con plantas actinoricicas (angiospermas capaces de formar nódulos) y son pertenecientes al género Frankia. No forma micelio aéreo y sus esporas son inmóviles. Nodula los géneros Alnus, Myrca, Casuarina, etc. Esta nodulación es de gran importancia para plantas leñosas perennes, porque aporta nitrógeno al suelo en zonas pobres o repobladas.
REFERENCIAS:
García Calvo, S. (2011). Bacterias simbióticas fijadoras de nitrógeno. CT. 3, 173-186.
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