Nitrógeno II. Ciclo del Nitrógeno. QUÍM.

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Química

El n. es uno de los principios inmediatos indispensables para la constitución del protoplasma de la célula, fundamentalmente en proteínas y ácidos nucleicos; también forma parte en los compuestos tan necesarios como la clorofila de las plantas y el ATP (=adenosintrifosfato, compuesto "activante" rico en energía), etc. En la Naturaleza, el n. se encuentra en distintas formas: libre en la atmósfera; formando compuestos orgánicos en vegetales y animales; y mineral formando nitritos, nitratos o compuestos amoniacales.

La atmósfera posee un gran depósito de n. libre (en la troposfera el 78% en volumen). Los vegetales verdes no toman directamente el n. de la atmósfera para realizar su síntesis alimenticia. Aquél sólo puede pasar aformar combinaciones orgánicas mediante algunos grupos de vegetales inferiores, "fijadores de n.", que se hallan principalmente en el suelo; así las bacterias de los pequeños tubérculos radicales de las leguminosas (Rhizobium) y otros microorganismos fijan n. combinándolo en forma utilizable para las plantas verdes. Éstas toman así el n. que necesitan del suelo en forma de nitratos, amoniaco (NH3) y compuestos amoniacales; con estas sustancias las células que realizan la fotosíntesis (v.) elaboran aminoácidos y, a partir de éstos, se forman proteínas vegetales. Los animales herbívoros las asimilan y elaboran proteínas animales incorporadas a su vez por los carnívoros. Las proteínas se degradan continuamente y el n. se elimina en forma de urea, que es una de las más importantes sustancias nitrogenadas que se expulsan por la orina. De la cantidad de urea puede deducirse la de proteína transformada: 1 g. de n. úrico por 6,25 g. de proteína.

Otros productos de eliminación nitrogenada son el ácido úrico, creatina, ion amonio y otros varios compuestos que sólo se encuentran en pequeñas cantidades. Sobre las moléculas de aminoácidos en la urea y sobre los compuestos originados por los fijadores de n. actúan las bacterias amonizantes produciendo amoniaco o sales amoniacales, como, p. ej., el Bacillus mycoides. No todo el amoniaco del suelo tiene este origen; una pequeña parte procede del que aportan al estado de sales amoniacales las lluvias, y otra procede de la fermentación amoniacal de la urea por la acción de ciertos microbios que, fijando agua sobre la urea, y merced al enzima ureasa, la trasforman en carbonato amónico.

El amoniaca por medio de los Nitrosomas (bacterias aerobias) pasa a ácido nitroso (N02H), el cual con las bases del suelo (carbonatos) forma nitritos. Los nitritos en disolución diluida son absorbidos y asimilados por las plantas, pero a determinadas dosis son tóxicos. Los nitritos en suelos bien aireados son oxidados más por medio de otra bacteria también aerobia (Nitrobacter) y pasan a nitratos, que es la forma más apta para la absorción por las raíces de las plantas.

2NH3 +302Nitrosomas ,~

2NO2H+2H20+158 Kcal.

Nitrobacter

2NO2H + 022NO3H + 36 Kcal.

El proceso total bacteriano de trasformación del amoniaco en nitratos se llama nitrificación; para que ésta tenga lugar es necesario que existan en el terreno sustancias amoniacales, humedad suficiente, que el suelo esté bien ventilado, cierto grado de calor y presencia en el suelo de carbonato cálcico.

Cuando en las tierras no hay aire suficiente, se desarrollan los microbios desnitrif¡cantes, que convierten a los nitratos en amoniaco y en n. libre que va a la atmósfera. En ella, por las descargas eléctricas, se combinan el n. y el oxígeno, produciéndose óxido de n. y nitratos que por medio de las lluvias pasan al suelo. Actualmente, la industria fabrica abonos nitrogenados partiendo del n. del aire; estos abonos son añadidos a los suelos y absorbidos por las plantas, siguiendo las fases correspondientes del ciclo estudiado (v. ABONOS Y FERTILIZANTES).

M. L. GONZÁLEZ DE CANALES.

BIBL.: F. BUSTINZA y F. MAscAso, Biología, Madrid 1967; P. KARLSON, manual de Bioquímica, 2 ed. Barcelona 1967; E. ESTRASBURGER, Tratado de Botánica, Barcelona 1949.