Fijación de nitrógeno
El nitrógeno en forma de N2, se encuentra formando parte de la atmósfera, integrando un 78% de la misma. Es un elemento bastante inerte, no reacciona fácilmente con otros compuestos, así que antes de ser aprovechado por la mayoría de los seres vivos, debe pasar por un proceso de fijación.
Este proceso de fijación de nitrógeno está definido como su combinación con oxígeno o hidrógeno. La combinación es llevada a cabo por varias vías distintas: la primera es mediante descargas eléctricas de la atmósfera: rayos y centellas hacen que el nitrógeno atmosférico se combine con oxígeno, y los compuestos formados son arrastrados por la lluvia hacia el suelo. La segunda vía es la fijación biológica del nitrógeno, llevada a cabo por bacterias capaces de tomar nitrógeno y combinarlo por medio de enzimas. Algunas de estas bacterias viven libres en el suelo, y otras forman simbiosis con algunos tipos de plantas. Otra vía de fijación de nitrógeno es la fotoquímica, que es la usada en las industrias de producción de fertilizantes.
La fijación biológica del nitrógeno consiste en la transformación de N2 en amoníaco (NH3) que es ionizado a NH4+ o nitratos (NO3-). , mediante la enzima nitrogenasa, que se encuentra en algunos tipos de bacterias y cianobacterias. Como la nitrogenasa funciona únicamente en ausencia de oxígeno, las bacterias que la poseen se encuentran aisladas del mismo, viven bajo capas de moco que cubren las raíces de ciertas plantas o se encuentran dentro de engrosamientos especiales de las raíces de algunas leguminosas, llamados nódulos.
Las bacterias que viven en los nódulos de las leguminosas tienen una relación simbiótica con las mismas, reciben carbohidratos de la planta, y le aportan nitrógeno. Dentro de este grupo de bacterias, se destacan lo géneros Rhizobium y Azotobacter.
En el medio acuático, los microorganismos encargados de la fijación de nitrógeno son las cianobacterias. Algunas especies de helechos de agua, como la Azorella, tienen cavidades en donde viven cianobacterias, encargadas de aportarle nitrógeno a la planta.
La cantidad anual de nitrógeno fijado por bacterias es muy grande, del enotrno de 200 millones de toneladas anuales. Este nitrógeno, en forma de nitratos y amonio, es asimilable por las plantas, que lo utilizan para sintetizar aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos. Luego los animales herbívoros obtienen el nitrógeno alimentándose de estas plantas, y así este elemento comienza a recorrer toda la cadena alimenticia.
