Ciclo do Nitrogênio

Ciclo do Nitrogênio – O que é

Quando falamos em nitrogênio, estamos falando de um elemento que representa 78% da atmosfera terrestre em volume.

Ele é um gás inerte, incolor, inodoro e insípido.

E, por incrível que pareça, este elemento é fundamental para a composição de duas moléculas orgânicas que, sem elas, não existiríamos: os ácidos nucleicos e as proteínas.

Mesmo sendo um elemento disperso em alta concentração na atmosfera terrestre, numa combinação molecular N₂, podemos dizer que há poucos seres vivos capazes de assimilar este gás. Isso se deve, principalmente, pelo fato do nitrogênio, em sua forma de gás (N₂) ser estável e, com isso, pouco reagir com outros elementos.

Mas biologicamente falando, quem é responsável pela assimilação do nitrogênio?

São determinados tipos de bactérias e algas cianofíceas, capazes de retirá-los da atmosfera e, desta forma, após alguns processos, incorporá-los às suas moléculas orgânicas.

Segundo estimativas, a fixação biológica do nitrogênio contribui, globalmente para os mais variados ecossistemas, na ordem de 258 milhões de toneladas de nitrogênio por ano. Depois da fotossíntese, este é o processo biológico mais importante para as plantas, sendo considerada a principal forma pela qual o nitrogênio é incorporado à biosfera.

O nitrogênio é de fundamental importância para que os organismos consigam produzir moléculas necessárias para seu metabolismo, como os aminoácidos, proteínas e, inclusive, os ácidos nucléicos – tanto é que estes ácidos têm em sua estrutura bases nitrogenadas, as quais são: adenina (A), guanina (G), timina (T), citosina (C) e uracila (U).

Basicamente, o ciclo biológico do nitrogênio pode ser dividido em algumas etapas, como:

Fixação
Amonificação;
Nitrificação e
Desnitrificação.

Na fixação biológica, bactérias retiram o nitrogênio do ar e o fazem reagir com o hidrogênio, formando amônia. Neste processo, as bactérias são capazes de transformar o nitrogênio gasoso em amônia (NH₃) ou íons amônio (NH₄⁺). Destaque para a ação das bactérias do gênero Rhizobium, que fazem mutualismo com plantas leguminosas, vivendo em nódulos de suas raízes.

Já no processo de amonificação, parte da amônia é originada pela fixação biológica e a outra advém da decomposição da matéria orgânica morta, além dos excrementos – esta decomposição é feita por bactérias e fungos.

Por sua vez, a nitrificação é a conversão da amônia em nitratos, sendo, portanto, um processo químico-biológico por meio da ação de bactérias quimiossintetizantes nitrificantes.

Assim, depois ocorre o processo de desnitrificação, pelo qual bactérias, como as Pseudomonas denitrificans, podem converter nitratos em nitrogênios moleculares – que voltam à atmosfera, completando o ciclo.

Ciclo do Nitrogênio

Ciclo do Nitrogênio – Resumo

O nitrogênio é o elemento mais abundante na atmosfera do nosso planeta. Aproximadamente 78% da atmosfera é composta de gás nitrogênio (N₂).

O nitrogênio é um componente crucialmente importante para toda a vida. É uma parte importante de muitas células e processos, como aminoácidos, proteínas e até mesmo nosso DNA.

Também é necessário para fazer clorofila nas plantas, que é usada na fotossíntese para fazer seus alimentos.

Como parte desses processos vitais, o nitrogênio é transformado de uma forma química para outra. As transformações pelas quais o nitrogênio passa ao se mover entre a atmosfera, a terra e os seres vivos constituem o ciclo do nitrogênio.

O nitrogênio é um dos nutrientes primários críticos para a sobrevivência de todos os organismos vivos. É um componente necessário de muitas biomoléculas, incluindo proteínas, DNA e clorofila.

Embora o nitrogênio seja muito abundante na atmosfera como gás dinitrogênio (N₂), é amplamente inacessível nesta forma para a maioria dos organismos, tornando o nitrogênio um recurso escasso e muitas vezes limitando a produtividade primária em muitos ecossistemas. Somente quando o nitrogênio é convertido do gás dinitrogênio em amônia (NH₃), ele se torna disponível para os produtores primários, como as plantas.

Além de N₂ e NH₃, o nitrogênio existe em muitas formas diferentes, incluindo as formas inorgânicas (por exemplo, amônia, nitrato) e orgânicas (por exemplo, amino e ácidos nucleicos). Assim, o nitrogênio passa por muitas transformações diferentes no ecossistema, mudando de uma forma para outra à medida que os organismos o usam para o crescimento e, em alguns casos, para energia.

As principais transformações do nitrogênio são a fixação de nitrogênio, nitrificação, desnitrificação, anammox e amonificação.

A fixação do nitrogênio é realizada de acordo com a seguinte reação: N₂ + 3 H₂ -> 2 NH₃.

A transformação do nitrogênio em seus vários estados de oxidação é a chave para a produtividade na biosfera e é altamente dependente das atividades de um conjunto diversificado de microrganismos, como bactérias, arquéias e fungos.

Desde meados de 1900, os humanos têm exercido um impacto cada vez maior no ciclo global do nitrogênio.

As atividades humanas, como a produção de fertilizantes e a queima de combustíveis fósseis, alteraram significativamente a quantidade de nitrogênio fixo nos ecossistemas da Terra.

Na verdade, alguns prevêem que, em 2030, a quantidade de nitrogênio fixada pelas atividades humanas excederá a fixada pelos processos microbianos.

Aumentos no nitrogênio disponível podem alterar os ecossistemas, aumentando a produtividade primária e impactando o armazenamento de carbono.

Devido à importância do nitrogênio em todos os ecossistemas e ao impacto significativo das atividades humanas, o nitrogênio e suas transformações têm recebido muita atenção dos ecologistas.

Fonte: Juliano Schiavo