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La ecología de las plantas de fijación de nitrógeno

mayo 11, 2020
profesor-de-biologia - la biologia y su relacion con otras ciencias

El nitrógeno es un nutriente clave en la vida; Es uno de los elementos en los aminoácidos, y por lo tanto ocurre en las proteínas y es una parte esencial de todos los organismos vivos. Aunque el nitrógeno es abundante en la atmósfera de la Tierra (que representa aproximadamente el 78% de la atmósfera), el nitrógeno atmosférico es extremadamente estable, debido al triple enlace entre sus átomos. Para ser utilizado por organismos vivos, el nitrógeno debe procesarse en formas utilizables en procesos biológicos, a través de un proceso llamado fijación .

El proceso de fijación de nitrógeno

Los fijadores de nitrógeno son plantas que han desarrollado la capacidad de fijar nitrógeno , a través de una relación simbiótica con bacterias anaerobias que viven en nódulos especiales en las raíces de la planta. El nitrógeno atmosférico se procesa en amoníaco, que luego puede usarse como un bloque de construcción en moléculas más grandes como aminoácidos o ácidos nucleicos como ADN y ARN, que a su vez construyen proteínas y hacen posible la vida.

Las bacterias que fijan el nitrógeno solo pueden llevar a cabo su proceso en ausencia de oxígeno. Debido a que el nitrógeno y el oxígeno ocurren juntos en la atmósfera, estos organismos han desarrollado mecanismos para crear un ambiente pobre en oxígeno, como el uso del oxígeno restante a través de la respiración o el uso de proteínas especiales para unirse al oxígeno. Las plantas fijadoras de nitrógeno crean un espacio en su sistema de raíces en el que estas bacterias pueden prosperar.

La ventaja competitiva de las plantas de fijación de nitrógeno

En entornos donde el nitrógeno es un factor limitante en El crecimiento de las plantas, las plantas fijadoras de nitrógeno tienen una gran ventaja, ya que tienen acceso a un suministro esencialmente ilimitado de nitrógeno. Esto les permite beneficiarse del rápido crecimiento, superando rápidamente y completamente a las plantas adyacentes que carecen de la capacidad de aprovechar las reservas ilimitadas de nitrógeno en el aire.

Las plantas fijadoras de nitrógeno tienen una ventaja en estos entornos, que incluyen ecosistemas perturbados, así como ecosistemas desérticos áridos, entornos rocosos y áridos o entornos con suelo arenoso que no retiene bien los nutrientes.

En entornos ricos en nutrientes, donde factores como la luz son más un recurso limitante que el nitrógeno, los fijadores de nitrógeno a menudo tienen una clara desventaja, porque han invertido recursos y crecimiento en sus nódulos de raíz y no están recibiendo Mucho beneficio de ellos.

Los fijadores de nitrógeno pueden eliminarse a sí mismos

Debido a su acceso esencialmente infinito a formas utilizables de nitrógeno, la mayoría de las plantas fijadoras de nitrógeno no usan su nitrógeno con moderación, sino que lo filtran al suelo circundante en formas utilizables por otras plantas. Además, su follaje y madera tienden a ser muy altos en nitrógeno, lo que hace que se descomponga rápidamente (el follaje rico en carbono se descompone más lentamente) en la hojarasca, liberando estos recursos a otras plantas.

Por lo tanto, estas plantas tienen el efecto de crear un entorno rico en nitrógeno a su alrededor, lo que en última instancia conduce a condiciones en las que son superadas por otras plantas.

En climas húmedos con sustratos de suelo que pueden retener bien los nutrientes, este proceso puede llevarse a cabo con bastante rapidez, eliminando los fijadores de nitrógeno después de una generación o dos de plantas. Sin embargo, en climas áridos, o suelos rocosos y arenosos, o la erosión del suelo en curso, los fijadores de nitrógeno pueden persistir a largo plazo.

Aplicabilidad para usos humanos

Los humanos pueden beneficiarse de las plantas fijadoras de nitrógeno en la jardinería y la agricultura, especialmente cuando la cosecha continua de material saca nitrógeno del ecosistema. La rotación de cultivos, la mezcla de cultivos o el uso de cultivos de cobertura o árboles fijadores de nitrógeno espaciados entre hileras de cultivos, son todas formas en que la jardinería, la agricultura o la agricultura pueden beneficiarse de estas plantas. Estas plantas también se pueden usar en la restauración ecológica, cuando se trata de tierras degradadas que han sido despojadas de tierra.

En resumen

El nitrógeno es un nutriente clave para todos los ecosistemas; abundante en la atmósfera de la Tierra, requiere un proceso especial para convertirse en formas utilizables por la vida. Las bacterias fijadoras de nitrógeno son los únicos organismos que pueden llevar a cabo este proceso; Las plantas fijadoras de nitrógeno tienen una relación simbiótica con estas bacterias, creando espacios en sus raíces en las que estas bacterias pueden hacer su trabajo. Estas plantas obtienen así una tremenda ventaja. Pero debido a su abundante nitrógeno, en los ecosistemas capaces de almacenar nitrógeno de manera efectiva, estas plantas crean las condiciones para su propio declive, ya que otras plantas aprovechan el nitrógeno recientemente disponible en su entorno.

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