Ciclo do nitróxeno

[miniatura|300px|Ciclo do nitróxeno no [solo.]]
[300px|miniatura|Ciclo do nitróxeno en acuarios. Lenda: (1) Adición de alimento e nutrientes. (2) Produción de ouriños e amoníaco polos peixes. (3) Amoníaco convertido en [nitritos grazas ás bacterias *Nitrosomonas*. (4) Nitritos convertidos en Nitratos grazas ás bacterias *Nitrospira*. Os nitratos menos tóxicos son removidos polas plantas e recambios periódicos da auga. (5) Evaporación. (6) Luz. (7) Ciclo do osíxeno. (8)  producido polas plantas. (9)  producido polos peixes.]]
O** ciclo do nitróxeno** é cada un dos procesos biolóxicos e abióticos no que se basea a subministración deste elemento aos seres vivos.

É un dos ciclos bioxeoquímicos importantes no que se basea o equilibrio dinámico de composición da biosfera.

## Efectos
Os seres vivos precisan do nitróxeno xa que é un elemento constituínte dos aminoácidos que compoñen as proteínas. Porén, na biosfera tan só contan cunha proporción de nitróxeno na súa composición do 1%.

Este atópase no aire en cantidades moito maiores (78% en volume). A pesar desta abundancia, a maior parte do nitróxeno atmosférico atópase en forma de gas nitróxeno (), que é inerte,polo que nesta forma só é accesible a un conxunto moi restrinxido de formas de vida, como as cianobacterias e as azotobacteráceas.

*Os organismos fotoautótrofos (plantas ou algas) requiren polo xeral nitrato (), como forma de ingresar o seu nitróxeno.
*Os heterótrofos (por exemplo, os animais) necesitan o nitróxeno xa reducido, en forma de radicais amino (-), para poder formar proteínas e tómano formando parte da composición de distintas biomoléculas nos seus alimentos.
*Os autótrofos reducen o nitróxeno oxidado que reciben como nitrato (), a grupos amino, reducidos (asimilación). Para volver contar con nitrato fai falta que os descompoñedores o extraian da biomasa deixándoo na forma reducida de ión amonio (), proceso que se chama amonificación; e que logo o amonio sexa oxidado a nitrato, proceso chamado nitrificación e desenvolvido polas bacterias nitrificantes .

Así parece que se pecha o ciclo biolóxico esencial. Pero o amonio (), e o nitrato son substancias extremadamente solubles, que son arrastradas facilmente pola escorrentía e a infiltración, o que tende a levalas ao mar ou lagos.

Existen tamén outros dous procesos, mutuamente simétricos, nos que está implicado o nitróxeno atmosférico (). Trátase da fixación de nitróxeno, que orixina compostos solubles a partir do  inorgánico atmosférico e a desnitrificación, unha forma de respiración anaerobia que devolve  á atmosfera.

### Fixación do nitróxeno
A fixación do nitróxeno é a conversión do nitróxeno do aire (N2) a formas distintas susceptibles de incorporarse á composición do chan ou dos seres vivos, como o ión amonio (NH4+) ou os ións nitrito (NO2–).) ou nitrato (NO3–); e tamén a conversión a substancias atmosféricas quimicamente activas, como o dióxido de nitróxeno (NO2), que reaccionan facilmente para orixinar algunha das anteriores.

***Fixación abiótica **

A fixación natural pode ocorrer por procesos químicos espontáneos, como a oxidación que se produce pola acción dos raios durante as tormentas, que forma óxidos de nitróxeno a partir do nitróxeno atmosférico.

***Fixación biolóxica **

É un fenómeno fundamental que depende da habilidade metabólica duns poucos organismos para tomar N2 e reducilo a nitróxeno orgánico: a fixación biolóxica realízana tres grupos de microorganismos :
	
**1**-**Bacterias gramnegativas** de vida libre no chan, de xéneros como *Azotobacter* ou *Klebsiella* ou o fotosintetizador *Rhodospirillum*, unha bacteria púrpura.
miniatura|As raíces da soia conteñen bacterias do xénero Rhizobium
**2**-**Bacterias simbióticas** dalgunhas plantas, nas que viven xeralmente de maneira endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados nas raíces. Hai multitude de especies encadradas no xénero *Rhizobium*, que gardan unha relación moi específica co hospedador, de xeito que cada especie alberga á súa.

**3**-**Cianobacterias** de vida libre ou simbiótica. As cianobacterias de vida libre son moi abundantes no plancto mariño e son os principais fixadores no mar. Ademais hai casos de simbiose, como o da cianobacteria *Anabaena* en cavidades subestomáticas de fentos acuáticos do xénero *Azolla*, ou dalgunhas especies de *Nostoc* que crecen dentro de antoceros e plantas.
A fixación biolóxica depende do complexo enzimático da nitroxenase.

### Amonificación
A amonificación é a conversión a ión amonio do nitróxeno, presente nos seres vivos en forma principalmente de () ou (NH-). Os animais, que non oxidan o nitróxeno, desfanse do que teñen en exceso en forma de distintos compostos:

*Os *acuáticos* producen directamente amoníaco (), que en disolución se converte en ión amonio ().
*Os *terrestres* producen urea, que é moi soluble e concéntrase facilmente nos ouriños; ou compostos nitroxenados insolubles como a guanina e o ácido úrico, que son purinas, e esta é a forma común en aves ou en insectos e, en xeralmente en animais que non dispoñen dunha subministración garantida de auga.

O nitróxeno biolóxico que non chega xa como amonio ao substrato, a maior parte en ecosistemas continentais, convértese a esa forma pola acción de microorganismos descompoñedores.

### Nitrificación
A nitrificación é a oxidación biolóxica do amonio a nitrato por microorganismos aerobios, que usan osíxeno molecular () como aceptor de electróns, é dicir, como oxidante. Estes organismos empregan o proceso para obter enerxía , no mesmo modo que os heterótrofos a conseguen oxidando alimentos orgánicos a través da respiración celular. O C obtéñeno do  atmosférico, así que son organismos autótrofos. O proceso descubriuse por **Sergi Vinogradski** e en realidade consiste en dous procesos diferentes, separados e consecutivos, realizados por organismos diferentes:

dereita|100px|miniatura|Obtense o ión nitrito no proceso de nitrosación
***Nitrosación**: partindo de amonio  obtense nitrito () . Realízano bacterias de, entre outros, os xéneros *Nitrosomonas* e *Nitrosococcus*.
***Nitrotratación**: logo partindo de nitrito () prodúcese nitrato (). Realízano bacterias do xénero *Nitrobacter*.

A combinación de amonificación e nitrificación devolve a unha forma asimilable polas plantas, o nitróxeno que elas tomaron do chan e puxeron en circulación pola cadea trófica.

### Desnitrificación
A desnitrificación é a redución do ión nitrato (), presente no chan ou na auga, a nitróxeno molecular ou diatómico (N2) a substancia máis abundante na composición do aire. Este proceso é o oposto á fixación do nitróxeno e empobrece os solos.
Realízano certas bacterias heterótrofas, como *Pseudomonas fluorescens*, para obter enerxía. 
O proceso é parte dun metabolismo degradativo da clase chamada respiración anaerobia, na que distintas substancias, neste caso o nitrato, toman o papel de oxidante (aceptor de electróns) que na respiración celular normal ou aerobia corresponde ao osíxeno ().O proceso prodúcese en condicións anaerobias por bacterias que normalmente prefiren utilizar o osíxeno se está dispoñible.
O proceso segue uns pasos nos que o átomo de nitróxeno atópase sucesivamente baixo as seguintes formas:

**nitrato → nitrito → óxido nítrico → óxido nitroso → nitróxeno molecular**

Expresado como reacción redox:

**2NO3- + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2O**

A desnitrificación é fundamental para que o nitróxeno volva á atmosfera, o único xeito de que non termine disolto integramente nos mares, deixando sen nutrientes á vida continental, xa que a fixación de nitróxeno, abiótica e biótica, terminaría por provocar a eliminación do  atmosférico.
A desnitrificación empregase en procesos técnicos de depuración controlada de augas residuais, para eliminar o nitrato, cuxa presenza favorece á eutrofización e reduce a potabilidade da auga, porque redúcese a nitrito pola flora intestinal, e este é canceríxeno.

## Notas 
## Véxase tamén
### Outros artigos
*Ciclo do xofre
*Ciclo do fósforo
*Ciclo do carbono

### Ligazóns externas
* http://es.youtube.com/watch?v=e0UkOb15RAA
* Forma máis adecuada de achegar nitróxeno ás plantas: Amoníaco vs Nitrato
* Las plantas acuáticas prefieren el amonio 
* El nitrógeno en la nutrición de las plantas de cultivo