Quais são as etapas do ciclo do nitrogênio?

““

O ciclo do nitrogénio é o sistema pelo qual o nitrogénio é convertido em diferentes formas químicas, algumas utilizáveis por seres humanos e animais e outras não, uma vez que circula entre a atmosfera, a terra e os oceanos. Encyclopaedia Britannica/Getty Images/HowStuffWorks

Todos precisam de nitrogénio, mas no que diz respeito a elementos não negociáveis e que sustentam a vida, é complicado. Os seres vivos precisam de nitrogênio para que suas células funcionem e, além disso, estamos praticamente imersos no material, já que nossa atmosfera é composta por 78 por cento de gás nitrogênio. No entanto, há um senão: É uma situação de “água, água por todo o lado, mas não uma gota para beber”.

Embora o nitrogénio esteja à espreita basicamente em todo o lado, não é terrivelmente abundante na crosta terrestre, e é incrivelmente difícil para os seres vivos capturar o nitrogénio atmosférico e usá-lo para os seus propósitos. É como ter uma bolsa cheia de krónur islandês em Minneapolis, onde você não pode gastá-lo.

“O nitrogênio é uma parte importante dos aminoácidos, que são os blocos de construção de proteínas e ácidos nucléicos como o DNA”, diz Jessie Motes, um candidato a Ph.D. na Escola de Ecologia Odum da Universidade da Geórgia, em um e-mail. “Além de precisar de nitrogênio para proteínas em plantas, é um componente principal da clorofila, o que o torna crucial para a fotossíntese”

O ciclo do nitrogênio

Desde que o nitrogênio é um recurso limitado neste planeta, um átomo de nitrogênio não gasta muito tempo não fazendo nada quando está em uma forma que os seres vivos podem usar – os cientistas chamam este nitrogênio de “fixo”. O nitrogênio fixo é absorvido pelas plantas, que são comidas por animais, que comem outros animais, que morrem e se decompõem e liberam nitrogênio de volta ao ecossistema para ser trabalhado por bactérias ou plantas. Este é o ciclo de um átomo de nitrogênio na Terra, e sua jornada começa muito silenciosamente ou com um estrondo úmido.

Passo 1: Fixação do nitrogênio

Believe it or not, lightning and bacteria are primarily responsible for turning atmospheric nitrogen into nitrogen living things can use. O nitrogênio atmosférico (N2) é muito estável, portanto é necessária uma quantidade incrível de energia para convertê-lo para uma forma diferente. Se você já se perguntou por que suas plantas ao ar livre parecem mais felizes depois de uma chuva do que quando você vira um aspersor sobre elas, há uma razão para isso: Os raios electrificam o azoto atmosférico (N2) e a água (H2O) para reconfigurá-las em amoníaco (NH3) e nitratos (NO3). Isto cai ao solo como chuva, onde as plantas o arrastam e o utilizam para os seus processos biológicos.

No outro extremo do espectro, a forma mais comum de disponibilizar nitrogénio aos organismos é quando o nitrogénio atmosférico é fixado por bactérias, algumas das quais vivem livres no solo e outras gozam de uma relação simbiótica com certas espécies vegetais. Leguminosas como ervilhas, trevos e amendoins têm pequenos nódulos nas raízes que atraem bactérias que convertem o nitrogênio atmosférico teimoso em amônia ou amônio, que podem então ser usados para alimentar a planta.

Passo 2: Nitrificação

Amoníaco no solo pode ser utilizado directamente pelas plantas, mas é também o primeiro passo no processo de nitrificação, através do qual bactérias especializadas e arquebactérias convertem o amoníaco em nitrito (NO2), e depois passam-no para um conjunto completamente diferente de procariotas que oxidam ainda mais o nitrito em nitrato (NO3-). Este processo é lento, mas é a forma como o nitrogênio é construído como um nutriente no solo e ambientes aquáticos e marinhos – plantas terrestres, por exemplo, podem absorver amônia e nitrato através de seus pêlos radiculares. Os organismos especializados em nitrificação também são importantes no tratamento de águas residuais municipais.

Passo 3: Amonificação

Todos os organismos vivos acabam por morrer, e o nitrogénio que um determinado organismo usava quando coaxava é levado à mão por bactérias que transformam o cadáver rico em nitrogénio em amónio, que pode ser recolhido pelas plantas e utilizado novamente.

Passo 4: Desnitrificação

É possível converter novamente nitrogênio biodisponível em nitrogênio atmosférico, e esse processo é chamado de desnitrificação. A nitrificação é realizada por bactérias e arcaias que podem tolerar oxigénio – nem todos os procariotas podem. No caso da desnitrificação, certas bactérias anaeróbicas que não precisam de oxigénio convertem o nitrato em gás nitrogénio, que flutua na atmosfera e joga duro até que algum raio ou uma bactéria fixadora de nitrogénio astuta e o corda novamente no ciclo do nitrogénio.

Humans e o ciclo do nitrogénio