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BIOLOGÍA
significa que la mayor parte de la masa vegetal, incluso la
de los árboles más altos, se deriva literalmente del aire.
Con todo, el suelo proporciona muchos nutrientes necesarios para las estructuras bioquímicas y los procesos de
la planta.
MACRONUTRIENTES Y MICRONUTRIENTES
Los elementos minerales (elementos inorgánicos) que
son necesarios en cantidades relativam ente grandes se
denominan macronutrientes. La mayor parte del nitrógeno es absorbida del suelo: este elemento constituye casi
el 4% del peso seco de muchas plantas. Se descubrió
que el potasio representa más del 5% del peso seco de
algunas plantas. (Es frecuente que a las persona que necesitan complementar su alimentación con potasio se les
recomiende comer ciertos frutos; por ejemplo, plátanos,
albaricoques y naranjas.) El calcio constituye desde el
0.5 hasta el 3.5% del peso seco de una planta. Otros macronutrientes, entre los que se destacan el fósforo, el
magnesio y el azufre, se encuentran a menudo en macromoléculas esenciales para la planta, como la clorofila y
varias enzimas.
Los minerales que se necesitan en cantidades relativamente pequeñas se llaman micronutrientes. Entre
ellos se cuentan: hierro, boro, cloro, manganeso y sodio.
Otros elementos aparecen en cantidades tan minúsculas
que se les ha dado el nombre de elementos vestigiales.
A este grupo pertenecen el zinc, el cobre y el molibdeno.
Aunque no están presentes en grandes cantidades, los
micronutrientes y los elementos vestigiales son indispensables para procesos como la activación enzimática, el
desarrollo de los cloroplastos y el metabolismo de otros
minerales.
EL CICLO DEL NITRÓGENO
Las plantas, como las demás formas de vida, necesitan
nitrógeno. Aunque cerca del 79% de la atmósfera está
formado por ese elemento, las plantas no pueden tomarlo
directamente del aire. Esto significa que se necesitan
ciertos procesos intermedios para convertir el nitrógeno
en formas utilizables.
Las bacterias fijadoras de nitrógeno sí pueden
combinar el nitrógeno atmosférico con hidrógeno para
formar iones de amonio (NH/). También las clanobacterias (algas verdeazules) poseen esta capacidad. Luego,
ese nitrógeno es liberado en el medio en forma de amoniaco, el cual puede ser absorbido y utilizado por las
plantas. Otra posibilidad es que ciertas bacterias fijadoras
de nitrógeno vivan en asociación mutualista dentro de nódulos especiales de plantas como el trébol, la alfalfa y
otras leguminosas (frijoles y chícharos). Dichas bacterias
fijan el nitrógeno y le proporcionan directamente a la
planta el amoniaco resultante. Ese amoniaco tomado por
las plantas se convierte, por mediación de la enzima nitrogenasa, en aminoácidos y otros compuestos nitrogenados.
Vale la pena mencionar que hay formación de pequeñas cantidades de amoniaco en ciertos fenómenos físicos, como la actividad volcánica.
El amoniaco derivado de la fijación de nitrógeno
puede pasar por otro proceso denominado nitrificación.
En el primer paso, bacterias como Nitrosomonas convierten el amoniaco (o los iones de amonio) en nitritos
(NO2~). Como los nitritos son muy tóxicos para las plantas, es necesaria una segunda conversión. Esta conversión la realizan otras bacterias, por ejemplo Nitrobacter,
que transforman los nitritos en nitratos (NO3~). Puesto
que las plantas con flores utilizan los nitratos con más
facilidad que el amoniaco como fuente de nitrógeno, la nitrificación es muy importante para el mantenimiento de la
flora del planeta.
También existe la posibilidad de formación directa
de nitratos a partir del nitrógeno atmosférico mediante diversos procesos físicos; por ejemplo, los rayos y las reacciones que ocurren en la niebla fotoquímica.
La fijación de nitrógeno introduce nitrógeno nuevo
al ciclo; sin embargo, la descomposición actúa sobre
las fuentes orgánicas de nitrógeno, es decir, sobre el nitrógeno que se encuentra en el interior de los seres vivos. Esa segunda fuente de nitrógeno se basa en los
desechos nitrogenados; por ejemplo, la orina, las proteínas y ciertos compuestos nitrogenados liberados por las
bacterias y los hongos durante la degradación de la materia vegetal y animal muerta. Durante el proceso de
amonificación, esos compuestos orgánicos se convierten en amoniaco; de este modo, el proceso de nitrificación, que se realiza en dos etapas, produce nitratos.
Parte del nitrógeno elemental regresa a la atmósfera mediante la acción de las bacterias desnitrificadoras, que actúan sobre los NO3~ y los NO2~ para producir
N2.
Todos estos procesos —la introducción de nitrógeno elemental por fijación y nitrificación, el retorno de N2 a
la atmósfera por desnitrificación y el reciclaje del nitrógeno orgánico por degradación, amonificación y nitrificación— son tos elementos del ciclo del nitrógeno (Fig.
13.1).
Cualquier relación biótica entre dos especies diferentes, como la que existe entre las bacterias fijadoras de
nitrógeno y las plantas, se denomina simbiosis. Cuando
ambos organismos se benefician, la relación se llama
mutualismo, el cual es un tipo especial de simbiosis.
Las micorrizas, asociaciones íntimas de ciertos
hongos con los sistemas radiculares de las plantas vasculares, son otro ejemplo de mutualismo. En la mayoría
de los casos, los hongos penetran en las raíces y facilitan
el paso de diversos nutrientes desde el suelo hacia