Ciclo do Nitrogênio

Ciclo do Nitrogênio
O nitrogênio é um dos componentes vitais para a vida. Sua importância se deve aos
aminoácidos, proteínas, DNA e RNA fornecidos. O DNA e o RNA são materiais genéticos
que contêm informações determinantes dos caracteres hereditários transmissíveis à
descendência.
O nitrogênio compõe aproximadamente 80% da atmosfera. Entretanto, os animais e
as plantas não podem absorvê-lo diretamente do ar, e sim na forma de amônia solúvel em
água ou na forma de nitrato, nas quais é convertido por bactérias.
Certas bactérias do solo e as algas azuis dos oceanos convertem o nitrogênio do ar
em amônia. Algumas plantas absorvem diretamente essa amônia.
As bactérias transformam a amônia em nitritos e em seguida em nitratos, que as
plantas usam para os compostos como as proteínas, DNA e RNA.
Ao comerem as plantas, os animais herbívoros acabam absorvendo nitrogênio. Os
animais carnívoros, ao comerem os herbívoros, também absorvem nitrogênio, assim como
toda a cadeia alimentar.
Quando os animais e plantas morrem, certas bactérias e fungos, também chamados
de decompositores, convertem seus compostos de nitrogênio em gás nitrogênio, que retorna
à atmosfera, reiniciando o ciclo do nitrogênio.
Ciclo do Nitrogênio
Importância:
Formação de proteínas. O nitrogênio é indispensável à vida, uma vez que entra na
constituição das proteínas e ácidos nucléicos. Admite-se, que o corpo humano, 16% é
constituído por proteínas. A mais importante fonte de nitrogênio é a atmosfera. Cerca 78%
do ar atmosférico são formados por nitrogênio livre (N2 – gás), mas a maioria dos seres
vivos é incapaz de aproveitá-lo no seu metabolismo. O nitrogênio está presente nos
aminoácidos das proteínas, nas bases nitrogenadas dos ácidos nucléicos. No ciclo do
nitrogênio participam bactérias, algas azuis(cianofíceas) e fungos.
Fixação biológica do nitrogênio:
É um fenômeno complexo e ocorre quando certos organismos reduzem o N2 em
amônia (NH3). A energia para essa fixação vem direta ou indiretamente da fotossíntese. A
maioria, posteriormente, será convertida em nitratos (NO3), que, por sua vez, serão
transformados em matéria orgânica nitrogenada.
O fenômeno foi constatado em certas bactérias e fungos de vida livre e nas algas
azuis (cianofíceas). Também foi observado nas simbioses de bactérias com plantas
superiores e de algas azuis com fungos, briófitas, pteridófitas, gimnospermas e
angiospermas.
As bactérias e algas azuis fixadoras transformam o nitrogênio (N2) em amônia
(NH3). As bactérias fixadoras(do gênero Rhizobium) vivem nos nódulos das raízes das
leguminosas(feijão, soja, ervilha, amendoim,alfafa,etc), constituindo uma relação
simbiôntica do tipo mutualismo.
Uma das simbioses mais importantes é a associação entre as bactérias do gênero
Rhizobium (bacilo radicícola) e as raízes de plantas leguminosas (feijão, soja, ervilha,
amendoim, etc.).
Essa simbiose provoca o aparecimento, nas raízes das leguminosas, de regiões mais
espessas, ricas em matéria nitrogenada, chamadas nódulos ou nodosidades.
- Raiz de Leguminosa + Rizóbio = Mutualismo Quando essas nodosidades envelhecem, morrem e desagregam-se, enriquecem o
solo com material nitrogenado. No processo chamado adubação verde, a leguminosa é
plantada e, quando estiver na fase de florescimento, faz-se a gradeação e incorpora-se o
vegetal ao solo. A decomposição da leguminosa provoca um aumento considerável de
nitrogênio no solo.
Formação de húmus:
O nitrogênio das plantas passa para o reino animal através da cadeia alimentar.
Quando vegetais e animais morrem, a decomposição da matéria protéica, que
constitui os corpos, dá origem ao húmus. Essa decomposição ocorre por ação de fungos e
bactérias, levando à formação de compostos orgânicos nitrogenados malcheirosos, como é
o caso da cadaverina, escatol, indol, etc.
O nitrogênio do húmus será transformado em nitrogênio mineral, por ação das
bactérias nitrificantes. O fenômeno ocorre em três fases:
1. Amonização – Os compostos orgânicos nitrogenados são transformados em amônia
(NH3) por ação dos decompositores.
Uma das reações que podem ocorrer é a seguinte:
2. Nitrosação – As bactérias do gênero Nitrosomanas oxidam a amônia (NH3) até a
formação do ácido nitroso (HNO2), que se dissocia, formando nitritos (NO2-).
2NH3 + 3O2
2HNO2 + 2H2O
3. Nitratação – As bactérias do gênero Nitrobacter oxidam o ácido nitroso em ácido
nítrico, que se dissocia, formando nitratos (NO3-).
2HNO2 + O2
2HNO3
É interessante lembrar que, em todas as reações esquematizadas, há liberação de
energia. Essa energia será utilizada pelas bactérias para a síntese de substâncias orgânicas
(quimiossíntese).
Os nitratos formados serão agora absorvidos pelas raízes dos vegetais e
transformados em matéria orgânica nitrogenada.
Desnitrificação:
É o processo em que bactérias existentes no solo, nos oceanos, etc. são capazes de
produzir, a partir de nitratos, o nitrogênio livre, que volta para a atmosfera. Essas bactérias
são chamadas desnitrificantes.
Oxidação do N2 da atmosfera:
Por ocasião de tempestade, as descargas elétricas podem provocar a oxidação do
nitrogênio livre da atmosfera (N2) em nitritos e nitratos. Esses íons solúveis em água podem
ser utilizados pelos vegetais, na síntese de substâncias orgânicas.
Aproveitamento do nitrogênio pelos animais:
O nitrogênio entra no reino animal quando os animais alimentam-se, direta ou
indiretamente, de um vegetal. Assim, a inserção do nitrogênio ocorre por via orgânica.
Eliminação do nitrogênio pelos animais:
O nitrogênio sai do reino animal pela morte e decomposição dos animais, e pela
excreção. Dependendo do animal, a matéria orgânica nitrogenada eliminada varia. Assim,
os peixes ósseos eliminam amônia, os peixes cartilaginosos, anfíbios e mamíferos excretam
uréia, enquanto aves e répteis eliminam ácido úrico.
4. Ciclo do Nitrogênio:
O nitrogênio é indispensável à vida, uma vez que entra na constituição das proteínas
e ácidos nucléicos. Admite-se que, no corpo humano, 16% são constituídos por proteínas.
A mais importante fonte de nitrogênio á a atmosfera. Cerca de 78% do ar é formado
por nitrogênio livre (N2), mas a maioria dos seres vivos é incapaz de aproveitá-lo no seu
metabolismo.
Para melhor eludidação do ciclo do nitrogênio, vamos dividi-lo em partes.
Fonte: Apesar de existir grande quantidade de nitrogênio no ar 79%, os seres vivos
não possuem a capacidade de fixá-lo na forma de N2 atmosférico.
Exceção: Certas bactérias gênero Nitrobacter, Rhizobium, certas algas azuis
(Cianofíceas) fixam diretamente o nitrogênio do ar.
Rhizobium – Leguminosa: As bactérias do gênero Rhizobium vivem em
mutualismo com os vegetais da família das leguminosas – formando os nódulos
radiculares.
Bactérias decompositoras: transformam os resíduos nitrogenados orgânicos em
amônia.
Fenômeno
Transformação
Bactéria
Amonização
N.org ==> NH3
Decompositor
Nitrosação
NH3 ==> NO2
Nitrosomanos
Nitratação
NO2 ==> NO3
Nitrobacter
Bactérias Nitrificantes: Transforma no NH3 obtido pela decomposição dos
cadáveres em NO3, ou seja, transformam a amônia em nitritos e posteriormente em
nitratos.
Bactérias Desnitrificantes: Bactéria encontrada no solo que a partir de nitratos
produzem o nitrogênio livre que retorna à atmosfera. O nitrogênio sai dos animais
quando morrem e são decompostos e através da excreção(peixes ósseos excretam
amônia , peixes cartilaginosos e mamíferos secretam uréia , aves e répteis excretam
ácido úrico).
Nitrogênio do Reino Animal: O animal o obtém quando come direta ou
indiretamente um vegetal, na forma de nitrogênio orgânico. O nitrogênio pode sair
do animal, quando este é comido, pela excreção.
Dependendo do animal o nitrogênio pode ser excretado como:
Peixe cartilaginoso
Uréia
Peixe ósseo
Amônia
Répteis
Ácido úrico
Aves
Ácido úrico
Mamíferos
Uréia
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