O principal repositório de nitrogênio é a atmosfera (78% desta é composta por nitrogênio) onde se encontra sob a forma de gás (N2). Outros repositórios consistem em matéria orgânica nos solos e oceanos. Apesar de extremamente abundante na atmosfera o nitrogênio é frequentemente o nutriente limitante do crescimento das plantas. Isto acontece porque as plantas apenas conseguem usar o nitrogênio sob três formas sólidas: íon de amônio (NH4+), ion de nitrito (NO2-) e ion de nitrato (NO3-), cuja existência não é tão abundante. Estes compostos são obtidos através de vários processos tais como a fixação e nitrificação.
A maioria das plantas obtém o nitrogênio necessário ao seu crescimento através do nitrato, uma vez que o íon de amônio lhes é tóxico em grandes concentrações. Os animais recebem o nitrogênio que necessitam através das plantas e de outra matéria orgânica, tal como outros animais (vivos ou mortos).
O nitrogênio é um elemento que entra na constituição de duas moléculas orgânicas extremamente importantes: as proteínas e os ácidos nucléicos. Embora esteja presente em grande porcentagem no ar atmosférico, na forma de N2, poucos são os organismos que o assimilam nessa forma. Apenas certas bactérias e algas cianofíceas podem retirá-lo do ar na forma de N2 e incorporá-lo às suas moléculas orgânicas. Como conseqüência, os demais seres vivos dependem daqueles organismos para a fixação do nitrogênio ambiental.
As bactérias que fixam o nitrogênio diretamente da atmosfera vivem próximo à superfície do solo. Ao morrer e ser degradadas, essas bactérias liberam seu nitrogênio no solo, na forma de moléculas de amônia. Outros tipos de bactérias transformam a amônia em nitratos e é, nessa forma, que as plantas absorvem o nitrogênio do solo, por meio de suas raízes. Os herbívoros obterão nitrogênio ao comerem as plantas.
Certas bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico, ao invés de viverem livres no solo, vivem no interior dos nódulos formados em raízes de plantas leguminosas, como a soja e o feijão. Ao fixarem o nitrogênio do ar, essas bactérias fornecem parte dele às plantas. A rotação de culturas é uma prática recomendável, porque as plantas leguminosas colocam em disponibilidade o nitrogênio para outras culturas.
Ciclo do nitrogênio - Bioquímica
A devolução do nitrogênio à atmosfera, na forma de N2, é feita graças à ação de outras bactérias, chamadas denitrificantes. Elas podem transformar os nitratos do solo em N2, que volta à atmosfera, fechando o ciclo.
Em termos de energia necessária ao funcionamento do ciclo, pode-se dizer que dois processos são fundamentais. No primeiro, em que, partindo das proteínas há formação de nitratos, e proporcionada a energia aos organismos pelo próprio processo de decomposição. Nos processos contrários ou de regressão, é necessária a energia da luz solar ou de outras fontes, por exemplo, a decomposição de matéria orgânica.
As bactérias quimiossintetizantes são as nitrosonomas, que convertem amônia em nitritos e as Nitrobacter os nitritos a nitratos. A energia é obtida da oxidação. As bactérias que fixam o nitrogênio do ar, incorporando-o a compostos orgânicos, no entanto, necessitam de outras fontes de energia para realizar suas respectivas transformações. Sabe-se que os hidratos de carbono e o elemento molibdênio, são necessários como parte do sistema enzimático fixador de N, podendo este ultimo, em muitos casos, funcionar como fator limitante do processo.
Em resumo pode-se dizer que a fixação biológica do nitrogênio é feita por seres vivos autótrofos ou heterótrofos que vivem livres ou em simbiose. Essa fixação se dá tanto em aerobiose como em anaerobiose seja no solo ou na água.
No mar a quantidade de nitrogênio fixado é grande e muito importante para todo o ciclo. Deve ser considerado, todavia, que nos oceanos a fixação de nitrogênio por metro quadrado é muito menor do que na terra devido ao fato de a produtividade marinha ser, em geral, mais baixa. Nas águas interiores, a poluição é responsável pelo grande acumulo de nitrogênio que por vezes trás graves conseqüências, como a floração de algas em lagos e rios.
Há uma parcela de nitrogênio que desaparece nos sedimentos profundos, saindo por milhões de anos da circulação. Essa perda é compensada pelas erupções vulcânicas.
Para receber atualizações das matérias:
Você receberá um e-mail de confirmação, é só seguir o link e confirmar.
Ir para Biologia
