La importancia de las bacterias: el Ciclo del Nitrógeno

Publicado el 11 de Octubre de 2018 | Biología y Geología

De los cuatro átomos que más contribuyen en masa a los seres vivos, tres son fáciles de deducir: los seres vivos somos formas basadas en el carbono donde el agua, que está compuesta por hidrógeno y oxígeno, tienen un papel muy importante. Pero el cuarto átomo, que es el que menos contribuye en masa de los seres vivos, no es tan intuitivo.

Las proteínas y los nucleótidos son dos clases de moléculas esenciales en cualquier ser vivo y ambas requieren nitrógeno: las proteínas están formadas por amioácidos los cuales en su estructura básica tienen un átomo de nitrógeno, y los nucleótidos tienen también al menos un átomo de nitrógeno en su estructura molecular. Así pues, la mayor parte del nitrógeno que forma los seres vivos se encuentra en las proteínas y los nucleótidos. El problema está en que la fuente principal de nitrógeno es su forma gaseosa (N₂) en la atmósfera (casi el 80% de la atmósfera terrestre es N₂), pero resulta que en este estado el nitrógeno es muy poco reactivo por lo cual solo unos pocos organismos pueden asimilarlo en esta forma.

En el Ciclo del Nitrógeno se describe cómo este es asimilado y devuelto a la atmósfera por los seres vivos. En el primer paso son muy importantes unas bacterias que convierten el N₂ en amoniaco (NH₃ o NH₄₊), el cual suele ser transformado por muchas bacterias en nitrito (NO_2-) y finalmente nitrato (NO_3-). Sin embargo, para que todo este nitrógeno pueda llegar fácilmente a las plantas es muy importante la relación simbiótica que tienen algunas bacterias fijadoras del nitrógeno y las plantas leguminosas (como por ejemplo los tréboles): estos vegetales han desarrollado unos nódulos en las raíces donde las bacterias fijadoras del nitrógeno reciben alimento y protección. Estas condiciones ventajosas permiten que las bacterias allí alojadas fijen centenares de veces más nitrógeno y parte de él es captado por las plantas.

Llegados a este punto, los animales usan a las plantas como fuente de moléculas con nitrógeno con lo cual no requieren de relaciones simbióticas con las bacterias fijadoras. Sin embargo, todo el nitrógeno animal es reconvertido a nitratos y nitritos ya que cuando muere un animal la degradación microbiana de este da lugar a amoniaco, el cual es transformado en nitratos y nitritos por otras bacterias.

Y en la fase final del Ciclo del Nitrógeno son importantes aquellas bacterias que convierten el nitrato en N₂. Se trata de bacterias anaerobias que usan el NO_3- en vez del O₂ (como hacen los organismos aeróbicos) para obtener energía en forma de ATP. Con estas últimas reacciones bioquímicas se devuelve el nitrógeno extraído del aire con anterioridad consiguiendo así un equilibrio cíclico.

Por Pablo Barrecheguren