Ciclo del nitrógeno: esquema paso a paso con todas sus etapas

El ciclo del nitrógeno es el recorrido que este elemento sigue entre la atmósfera, el suelo, los organismos vivos y de vuelta a la atmósfera, transformándose en distintas formas químicas en cada etapa. Un esquema de este ciclo no muestra un elemento estático, sino un flujo continuo impulsado en gran parte por bacterias especializadas, cada una capaz de realizar una transformación química que ni las plantas ni los animales podrían llevar a cabo por sí solos. Comprender este diagrama exige seguir las flechas en el orden correcto, desde el nitrógeno gaseoso del aire hasta su regreso a la atmósfera, pasando por el suelo y los tejidos de plantas y animales. A continuación se explican todas las etapas y los organismos que suelen aparecer etiquetados en un esquema del ciclo del nitrógeno.

Qué representa el esquema del ciclo del nitrógeno

El nitrógeno es un componente esencial de proteínas y ácidos nucleicos, pero la mayor parte de él se encuentra en la atmósfera como gas nitrógeno (N2), una forma que casi ningún organismo puede usar directamente debido al fuerte triple enlace que une sus dos átomos. El esquema del ciclo del nitrógeno representa precisamente cómo ese nitrógeno inaccesible se convierte, paso a paso, en compuestos que las plantas pueden absorber, cómo circula después por la cadena alimentaria, y cómo finalmente regresa a la atmósfera para reiniciar el proceso. Cada flecha del diagrama corresponde a una transformación química específica, casi siempre mediada por un grupo distinto de bacterias del suelo.

Las etapas señaladas en el esquema

• Nitrógeno atmosférico (N2) — el punto de partida del ciclo, un gas abundante en el aire pero inutilizable directamente por plantas y animales.
• Fijación de nitrógeno — bacterias fijadoras de nitrógeno, muchas de ellas alojadas en nódulos radiculares de plantas leguminosas, convierten el N2 en amonio.
• Nitrificación — bacterias nitrificantes transforman el amonio primero en nitrito y después en nitrato, la forma que las plantas absorben con más facilidad.
• Asimilación — las plantas absorben el nitrato del suelo a través de sus raíces y lo incorporan a sus propias proteínas y ácidos nucleicos.
• Transferencia por la cadena alimentaria — los animales obtienen nitrógeno orgánico al alimentarse de plantas u otros animales.
• Amonificación por descomponedores — al morir los organismos o al descomponerse sus desechos, los descomponedores liberan el nitrógeno de vuelta al suelo en forma de amonio.
• Desnitrificación — bacterias desnitrificantes convierten el nitrato del suelo nuevamente en nitrógeno gaseoso, devolviéndolo a la atmósfera.

Cómo leer el esquema: siguiendo el nitrógeno paso a paso

La manera correcta de recorrer este diagrama es seguir una sola molécula de nitrógeno desde que sale de la atmósfera hasta que regresa a ella, en lugar de mirar cada flecha por separado. El recorrido comienza cuando bacterias fijadoras de nitrógeno, muchas viviendo en simbiosis dentro de nódulos radiculares, capturan el N2 del aire y lo convierten en amonio. Ese amonio no queda ahí: bacterias nitrificantes lo oxidan primero a nitrito y luego a nitrato, dejándolo listo para que las raíces de las plantas lo absorban. Una vez dentro de la planta, el nitrógeno se incorpora a moléculas orgánicas y puede pasar a un animal que se alimente de ella; cuando la planta o el animal mueren, o generan desechos, los descomponedores liberan ese nitrógeno de vuelta al suelo como amonio, reiniciando el ciclo de nitrificación. Finalmente, una fracción del nitrato del suelo es capturada por bacterias desnitrificantes, que lo transforman de nuevo en gas y lo devuelven a la atmósfera, cerrando el circuito completo.

Errores frecuentes al interpretar este esquema

Un error común es pensar que las plantas absorben directamente el nitrógeno atmosférico, cuando en realidad dependen por completo de las bacterias fijadoras de nitrógeno para obtener una forma química que puedan usar. Otro error frecuente es confundir la nitrificación con la fijación de nitrógeno: la fijación convierte nitrógeno gaseoso en amonio, mientras que la nitrificación parte de ese amonio y lo oxida hasta nitrato, un paso posterior y distinto. También suele pasarse por alto que la desnitrificación no es un error del sistema, sino una etapa necesaria del ciclo: sin ella, el nitrógeno se acumularía indefinidamente en el suelo y en el agua en forma de nitrato, sin volver nunca a la atmósfera.

Por qué este ciclo depende tanto de las bacterias

Ningún organismo vegetal o animal puede realizar por sí mismo la fijación, la nitrificación o la desnitrificación del nitrógeno; estas tres transformaciones químicas son obra exclusiva de bacterias especializadas que viven en el suelo, en el agua o en asociación directa con las raíces de ciertas plantas. Esta dependencia bacteriana explica por qué el ciclo del nitrógeno se representa habitualmente como un circuito continuo con múltiples puntos de entrada y salida, y por qué alterar las poblaciones de estas bacterias, por ejemplo mediante el uso excesivo de fertilizantes, puede desequilibrar todo el sistema.