NITROGENO. La chispa de la vida.

Lata 1

En Nitrógeno o Azoe, como se le llamaba antiguamente, es un elemento fundamental para la vida. No porque haga falta mucha cantidad, sino porque forma parte de las proteínas, las obreras de la naturaleza. Ellas fabrican y destruyen los tejidos vivos, así que sin proteínas la vida languidece, no crece, se queda raquítica, anquilosada.

El Nitrógeno es muy abundante en la naturaleza. En el aire hay algo así como 4.000 billones de toneladas, que es 4000 veces lo que hay de Carbono, del que hay menos de 1 billón. Si tenemos en cuenta que la vida necesita bastante más Carbono que Nitrógeno (está hecha de cadenas de este elemento) y que los vegetales lo toman del aire, uno pensaría que el Carbono debería ser mucho mas limitante que el Nitrógeno para el desarrollo de la vida. Pues no es así, debido a que al Nitrógeno atmosférico no hay quien le hinque el diente, está durísimo. Hace falta muchísima energía para partir la molécula de N2 y convertirla en proteínas, así que lo hacen poquísimos organismos, solo algunos procariotas (bacterias y cianofíceas) y encima donde no hay oxígeno, condición poco común en la superficie de la tierra, que está muy oxigenada. Así que la vida en su conjunto solo aprovecha una cantidad ínfima del N atmosférico, unos 200 millones de toneladas anuales, que además son solo una pequeña fracción del presupuesto anual de Nitrógeno de la vida.

De donde sacan los seres vivos el Nitrógeno? Los vegetales y algunos microorganismos del que hay disuelto en el agua del suelo, de los ríos, los lagos y los océanos como sales (amonio NH4+ y nitrato NO3), y los animales de los organismos que comen, que en último término sale del que cogieron plantas y microbios como sales. Y sales hay muy pocas, 100.000 millones de toneladas en el suelo y 60.000 en los océanos superficiales, una miseria comparado con lo que hay en la atmósfera. Así que como hay poquísimo es muy limitante para la vida, mucho mas que el Carbono y por lo tanto hay tortas por cogerlo. No solo lo quieren las plantas y microbios para hacer proteínas, sino también otros microorganismos que lo usan como fuente de energía: las bacterias nitrificantes, que convierten el amonio en nitrato, y las desnitrificantes, que son unas malvadas porque convierten el nitrato en N2, que se va a la atmósfera y ya no vuelve a estar en el agua disponible para los demás.

¿De donde salen todas estas sales de Nitrógeno? Pues de las rocas no, que casi no tienen. Proceden de la descomposición de la materia orgánica. Cuando los organismos respiran devuelven CO2 a la atmósfera, y NH3 al agua, con los meados, amonio que rápidamente cogen plantas y microorganismos para fabricar proteínas, cerrando el ciclo. El 90%  del Nitrógeno que usan los seres vivos es reciclado. Como es tan necesario y hay tan poco el ciclo es muy cerrado y se han desarrollado numerosos mutualismos entre plantas y microorganismos para que no se pierda ni una gota.

El ciclo del Nitrógeno como habrán podido ver está totalmente bajo control biológico. Son los organismos los que lo toman de la atmósfera y convierten en proteínas, proteínas que al descomponerse dan sales de Nitrógeno que usan plantas y animales en un ciclo sin fin en el que en cada vuelta se pierde algo (malditos desnitrificantes) que se ve compensado por lo que los fijadores toman de la atmósfera. Si no existiese vida no habría ciclo de Nitrógeno. El que hay en la atmósfera poco a poco se iría convirtiendo en sales por acción de los rayos (actualmente es menos de 3 millones de tm al año), y no volvería porque no habría organismos desnitrificantes que lo hiciesen.

La naturaleza, que siempre está inventando, acaba de sacar un nuevo modelo de fijador de Nitrógeno muy avanzado, pues no se trata de un procariota anaerobio, sino un eucariota aerobio pluricelular de gran tamaño: el hombre. Hace unos 100 años Fritz Haber y Carl Bosch inventaron un método para fijar Nitrógeno atmosférico industrialmente, por lo que recibieron sendos premios Nóbel. Requería muchísima energía, pero para eso estaban los combustibles fósiles. Así que la fijación de Nitrógeno atmosférico ha crecido exponencialmente desde entonces acá, de tal manera que en la actualidad fijamos como 120 millones de toneladas anualmente, mas de la mitad de lo que fijan los microbios. A esto hay que añadirle 30 millones de toneladas de óxidos de Nitrógeno procedentes de la quema de combustibles fósiles, que al fin y al cabo es materia orgánica y algo de Nitrógeno tiene, y los 60 millones de toneladas que fijan los simbiontes de los cultivos que promocionamos, como la soja, que ha quintuplicado su superficie en los últimos 50 años. Entre pitos y flautas ahora mismo estamos metiendo mas nitrógeno reactivo en la superficie de la tierra que el que meten los fijadores de Nitrógeno salvajes.

Una parte importante del Nitrógeno que fijamos lo echamos directamente al medio para aumentar la producción de nuestros cultivos, Nitrógeno que pasa en parte al medio natural arrastrado por las aguas. Porque otra característica de las sales de N, especialmente el nitrato, es que se mueven muy fácilmente de unos ecosistemas a otros, afectándolo todo. Otra parte no la echamos nosotros de forma intencionada, sino que cae del cielo arrastrada por la lluvia: los óxidos provenientes de la combustión, partículas orgánicas o minerales arrastradas por el viento, residuos industriales etc. Es fácil deducir que esto produce muchas alteraciones en la biosfera, dado que estamos añadiendo un elemento muy limitante para el desarrollo de la vida.

Con más Nitrógeno la vegetación crece más, así que encontramos que la superficie terrestre ha aumentado su verdor últimamente debido no solo al Nitrógeno sino también a que hay más Carbono en la atmósfera. Pero también ha aumentado la producción de las plantas acuáticas, estimuladas por los nitratos procedentes de los cultivos, lo que cambia de forma irreversible las comunidades acuáticas y en muchas ocasiones genera problemas de anoxia en el fondo que da lugar a mortandades de peces. O favorece la invasión de plantas acuáticas problemáticas. Pero la cosa va mucho más allá. Las relaciones entre los organismos también se alteran. El aumento de sales de Nitrógeno en el suelo afecta a las delicadas relaciones entre las plantas y los microorganismos que les conté en otra ocasión (aquí) con consecuencias no solo para las comunidades que interactúan, sino también sobre el procesado de otros materiales. Por regla general los ecosistemas reaccionan a las subvenciones perdiendo diversidad, y esto parece ser que es lo que está ocurriendo con tanto Nitrógeno como estamos echando.

En fin, que tenemos un problema, no solo por el impacto que estamos produciendo en la naturaleza, que se puede volver en nuestra contra en cualquier momento, sino también porque estas sales de Nitrógeno que andan por todas partes afectan a nuestra salud. Si quieren saber mas de las multiples consecuencias que tiene la alteración del ciclo del Nitrógeno sobre nuestra vidas y la del resto de los seres vivos que habitan esta tierra lean el último número de la revista ECOSISTEMAS, que trata de esto precisamente.

Rocío Fernández Alés

Expresidente de la AEET

Alteraciones antropogénicas del ciclo del Nitrógeno y sus consecuencias para los ecosistemas. Ecosistemas 26 (1) enero abril 2017.

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