Inicio teorías Biología Matemáticas SLIDES Mis poesías

"Leer te condena a muchas cosas terribles, sobre todo a la lucidez; te acerca más a las cosas en su esencia, que a menudo es desagradable, pero también te da los mecanismos analgésicos y compensatorios para enfrentarte a ellas"
Arturo Pérez reverte


viernes, 7 de marzo de 2008

Fijación del Nitrógeno atmosférico. Nódulos de Rhizobium

Como ya ha explicado magnificamente Miguel Schweiz en Amaneciendo pensamientos, etiqueta CIENCIA, el nitrógeno es un elemento básico de la vida, y es un elemento esencial para los cultivos.

Sin embargo, aunque estemos rodeados por una atmósfera que contiene casi el 80 por ciento de nitrógeno, nutriente que, junto con el agua, es factor limitante para el crecimiento de las plantas, la mayoría de los seres vivos son incapaces de aprovecharlo en la forma en que se encuentra en la atmósfera(N2) y sólo algunos organismos procarióticos (organismos unicelulares sin núcleo celular definido) pueden reducirlo a amonio (NH3), en un proceso conocido como fijación biológica de nitrógeno.

Las bacterias (organismos procariontes ) que llamamos fijadoras de nitrógeno pueden hacer la función de convertir el nitrógeno atmosférico en amonio gracias a la acción de una enzima llamada nitrogenasa. Algunas de estas bacterias viven en "vida libre", es decir, en ciertos nichos, pero no necesariamente asociadas con otro organismo, y otro grupo de bacterias, que pueden hacer esta función, únicamente la realizan cuando se asocian en simbiosis con alguna planta, por ejemplo, un género de bacterias del suelo fijadoras de nitrógeno, llamado "Rhizobium".

Llamamos "fijación del Nitrógeno" a su combinación con oxígeno o hidrógeno para dar óxidos o amonio que pueden incorporarse a la biosfera.


Rhizobium visto al microscopio electrónico

Las bacterias del suelo fijadoras de nitrógeno del género llamado Rhizobium se asocian de manera muy especifica con ciertas especies de plantas de la familia de las leguminosas, plantas agricolamente importantes, como el frijol, la soja ,el garbanzo, y algunas leguminosas forrajeras como la alfalfa, el trébol y el lotus, entre otras. Cuando la bacteria reconoce específicamente a algunas de éstas leguminosas, es capaz de infectar sus raíces y desarrollar unos órganos nuevos, conocidos como nódulos, que son una especie de bolitas que empiezan a crecer en la raíz, convirtiéndose en el nicho de la bacteria. En ese momento en los nódulos de las raíces de las plantas leguminosas, los Rhizobium son capaces de tomar el nitrógeno atmosférico y convertirlo en amonio, o sea fijar el nitrógeno.


Nódulos de Rhizobium en las raíces de la Acacia



Nódulos de Rhizobium etli, en la raíz del frijol

Esta asociación simbiótica se vuelve benéfica para ambos organismos, porque la bacteria le va a dar a la planta el nitrógeno que necesita para vivir y la planta le da a la bacteria carbono proveniente de la fotosíntesis que le sirve para respirar y obtener la energía necesaria para la fijación de nitrógeno. El continuo intercambio metabólico de carbono y nitrógeno entre la planta y la bacteria es un aspecto fundamental de esta simbiosis.


Nódulo de Alfalfa visto al microscopio óptico, previa tinción con Gram

La fijación del nitrógeno es una función esencial en la biosfera. Es similar y quizá la segunda en importancia con la fotosíntesis. Similar, porque en la fotosíntesis lo que se fija de la atmósfera es el carbono. El carbono proveniente de la fotosíntesis es lo que la planta requiere principalmente para crecer, tal es el caso de los cultivos agrícolas. En segunda instancia se necesita el nitrógeno, en simbiosis la planta no necesita tomar el nitrógeno de la tierra, como normalmente lo obtienen, sino que la planta va a estar viviendo a partir del nitrógeno que le pase la bacteria, y esta última le va a transmitir el nitrógeno en forma de amonio. La importancia de la fijación biológica de nitrógeno no deriva solamente de su contribución a la nutrición de las plantas, sino que también contrarresta el uso excesivo de fertilizantes nitrogenados que se agregan a los cultivos.

Y la reacción esquemática es la siguiente:

N2 + 16ATP + 8e- + 8H+ ----------------------------> 2NH3 + 8H2 + 16ADP + 16Pi
nitrogenasa

(Completar con el ciclo del Nitrógeno en Amaneciendo pensamientos)