CICLOS BIOGEOQUÍMICOS II

CICLO DO NITROGÊNIO

O nitrogênio é um nutriente utilizado por vários organismos, sendo essencial para formar proteínas, ácidos nucleicos e outros componentes das células.

Apesar de ser encontrado em grande quantidade na atmosfera, o gás nitrogênio não é utilizado pela maioria dos organismos vivos, os quais são incapazes de fixar e incorporar à matéria viva o nitrogênio atmosférico. Entre os organismos capazes de utilizar esse nitrogênio, estão alguns tipos de bactérias.

Podemos dividir o ciclo do nitrogênio em determinadas etapas: fixação, amonificação, nitrificação e desnitrificação.

FIXAÇÃO

Ocorre a fixação do nitrogênio atmosférico com a ajuda, principalmente, de bactérias. Sem dúvidas, as bactérias mais importantes para essa etapa são as bactérias do gênero Rhizobium, as quais vivem associadas às raízes de plantas leguminosas, como feijão, ervilha e soja. Essas bactérias formam nódulos na região cortical das raízes dessas plantas, onde agem captando o nitrogênio atmosférico e transformando-o em amônia (NH3), que será utilizada pela planta. Essas bactérias estabelecem uma relação mutualística com o vegetal, fornecendo às plantas os sais de nitrogênio de que elas precisam, enquanto recebem delas a matéria orgânica que foi produzida no processo de fotossíntese.

AMONIFICAÇÃO

O nitrogênio encontrado no solo é, muitas vezes, proveniente de materiais orgânicos mortos. Quando os decompositores começam a atuar na matéria orgânica nitrogenada, liberam amônia (NH3) no ambiente. Essa amônia combina-se com a água do solo e forma o hidróxido de amônio, que se ioniza e produz o íon amônio (NH4+) e a hidroxila (OH-). Esse processo é conhecido como amonização ou amonificação.

NITRIFICAÇÃO 

o processo de nitrificação, ocorre a oxidação da amônia em nitrito e, na sequência, em nitrato. Esse processo é realizado por bactérias que fazem quimiossíntese, ou seja, que utilizam a energia liberada na nitrificação para sintetizar suas substâncias orgânicas. As bactérias que realizam nitrificação são chamadas de bactérias nitrificantes. Bactérias dos Nitrosomonas e Nitrosococus convertem amônia (NH3) em nitrito (NO2-), e as Nitrobacter convertem nitrito( NO2-) em nitrato (NO3-). Na nitrificação, temos, portanto, duas etapas:

• Nitrosação: oxidação da amônia em nitrito. Veja a equação abaixo:
2 NH³ + 3O² → 2 NO²⁻ + 2 H⁺ + 2 H²O

• Nitração: oxidação do nitrito em nitrato. Veja a equação abaixo:
2 NO²⁻ + O² → 2 NO³⁻

O nitrato liberado pode ser absorvido, utilizado pelas plantas e convertido em compostos orgânicos. Desse modo, o nitrogênio entra na cadeia alimentar. Os animais conseguem adquirir nitrogênio por meio da alimentação.

DESNITRIFICAÇÃO

É realizada por bactérias heterotróficas e anaeróbias (como, por exemplo, a Pseudomonas denitrificans), são capazes de converter os nitratos em nitrogênios molecular, que volta a atmosfera fechando o ciclo.

ROTAÇÃO DE CULTURAS 

As bactérias Rhizobium sp. costumam interagir com as raízes de plantas leguminosas, formando nódulos que, na verdade, são benéficos a ambos. Esta relação, comumente classificada como mutualismo, beneficia os vegetais pela aquisição facilitada de nitrogênio, enquanto as bactérias são beneficiadas pelo abrigo e pela disponibilidade de nutrientes orgânicos sintetizados pelas plantas através da fotossíntese. Este é o motivo pelo qual muitos agricultores utilizam um sistema de rotação de culturas. Isto aumenta a quantidade de nitrogênio no solo enquanto as leguminosas são cultivadas, ao mesmo tempo em que possibilita o cultivo posterior de espécies pertencentes a outras famílias botânicas.

PLANTAS CARNÍVORAS 

Muito comercializadas pela sua aparência diferente e pela curiosidade que geram na população, as plantas carnívoras apresentam, de fato, um comportamento distinto dos demais membros deste Reino. Por terem evoluído em locais de solo pobre, as diferentes espécies que apresentam esta capacidade foram selecionadas com características que as possibilitassem extrair de animais os minerais escassos no ambiente ao qual se fixavam. Assim, plantas carnívoras não digerem os pequenos artrópodes e vermes com o objetivo de se alimentar e conseguir energia. Ao invés disso, elas extraem de seus corpos os sais, como nitratos e fosfatos, que deveriam vir do solo e, com isso, conseguem realizar a fotossíntese. Desta forma, é possível compreender que não se trata de um processo heterotrófico, mas de uma adaptação para que se mantenham autotróficas como os demais vegetais.