Los caminos del NITRÓGENO en los PROCESOS BIOLÓGICOS. Consecuencias de la alteración del Ciclo General del Nitrógeno: No es solo el nitrógeno

Los compañeros del nitrógeno.

Fig. 1. La naturaleza tiene muchos bioelementos. Cada uno con su ciclo y cada uno recibiendo los efectos de las actividades humanas que afectan al ambiente. Elaborado por:

@josedelacruz

Hola amigos. En esta ocasión veremos que el nitrógeno no es el único afectado ni el único que participa en efectos negativos.

En lo seis (6) post anteriores sobre los CAMINOS DEL NITRÓGENO EN LOS PROCESOS BIOLÓGICOS hemos desarrollado varios puntos o temas relacionados con el nitrógeno.

Vimos su importancia biológica, sus fuentes naturales, las diferentes formas como se presenta en la naturaleza, su ciclo natural, la alteración del ciclo por la intervención humana y hemos hecho referencia a los efectos o consecuencias de la alteración del ciclo.

Sin embargo, en lo que respecta a los efectos o consecuencias de la alteración de su ciclo, debemos aclarar ciertos aspectos o puntos y complementar un poco más sobre esos efectos o consecuencias.

Los aspectos o puntos aclarar los voy a englobar en tema que voy a llamar “no es solo el nitrógeno” el cual que voy a desarrollar en este post.

Los efectos o consecuencias, debido a que son muchos, voy a desarrollar, en los próximos post, un tema de cada uno de los siguientes ambientes: medio acuático, aéreo y suelo. El daño a la salud humana será considerado como una consecuencia de la alteración de estos ambientes por lo tanto se hará mención a ella en cada uno de los temas.

Comencemos.

El nitrógeno es necesario para la formación de biomoléculas orgánicas como proteínas, ácidos nucleicos y clorofilas entre otras. A este nitrógeno se le llama nitrógeno orgánico. Esto ya lo representamos en un post anterior. Recordemos esa representación:

Fig. 2. Algunas biomoléculas que contienen nitrógeno orgánico. Elaborado por:

@josedelacruz

Sin embargo, el nitrógeno no es el único bioelemento necesario para la formación de biomoléculas que permiten el desarrollo y sustento de la vida. También lo son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el fósforo, el azufre, etc.

Eso lo podemos apreciar tanto en biomoléculas inorgánicas como en biomoléculas orgánicas.

Dentro de las biomoléculas inorgánicas podemos citar el agua y las sales minerales entre otras.

Veamos unos ejemplos de biomoléculas inorgánicas.

Biomolécula inorgánica 1: agua.

Fig. 3. Biomolécula inorgánica. Agua formada por los bioelementos oxígeno e hidrógeno. Imagen de Dan Craggs en Wikimedia Commons. Modificada en Paint por:

@josedelacruz

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Biomolécula inorgánica 2: Sales; anión fosfato.

Fig. 4. Biomolécula inorgánica. Anión fosfato formado por los bioelementos fósforo, hidrógeno y oxígeno. Imagen de John Sherwood en Wikimedia Commons. Modificada en Paint por:

@josedelacruz

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En las biomoléculas orgánicas (proteínas, lípidos, glúcidos, vitaminas) son innumerables los ejemplos. Presentemos uno.

Biomolécula orgánica: Hemo B.

Fig. 5. Biomolécula orgánica. Hemo B perteneciente al Grupo Hemo. Está formado por los bioelementos carbono, oxígeno, hidrógeno, hierro y nitrógeno. Imagen de Yikrazuul en Wikimedia Commons.

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De estos bioelementos unos son más utilizados que otros por lo que son subdivididos en dos grupos: elementos primarios y elementos secundarios. Esto también lo representamos en un post anterior. Recordémoslo:

Fig. 6. Clasificación de los bioelementos según su grado de utilización para la formación de biomoléculas o para permitir el desarrollo y sustento de la vida. Elaborado por:

@josedelacruz

Pero, así como el nitrógeno no es el único bioelemento necesario y presente en las biomoléculas que permiten la vida, tampoco es el único que tiene un ciclo, que este ciclo ha sido alterado por las actividades humanas y que esta alteración afecta al ambiente y al ser humano.

Digámoslo así.Digámoslo así. Cada vez que las actividades humanas alteran el ciclo de un bioelemento también alteran el ciclo de otros bioelementos (Fig. 7). (Fig. 7).

Fig. 7. Las actividades humanas afectan y alteran los ciclos naturales. Elaborado por:

@josedelacruz

Por otro lado, los efectos negativos que tiene el exceso de las formas reactivas del nitrógeno sobre el ambiente y sobre el ser humano los comparte con otros bioelementos o sustancias.

Veamos un ejemplo que nos permita visualizar más específicamente como actividades humanas afectan al ciclo del nitrógeno y a la vez afecta el ciclo de otro bioelemento. También nos va a permitir mostrar como una consecuencia de esas alteraciones es producida por bioelementos distintos.

En la agricultura intensiva, además de cubrirse grandes áreas, se utilizan enormes cantidades de fertilizantes que contienen, entre otros bioelementos, nitrógeno y fósforo. Parte de estos fertilizantes (50% aproximadamente) no son utilizados por las plantas y a la vez parte de ese fertilizante no utilizado, por lixiviación, puede llegar a ríos, lagunas, lagos, etc, y aumentar las concentraciones de nitrógeno y fósforo en estos cuerpos de agua provocando eutrofización.

O sea, tenemos enormes cantidades de cultivo donde se utiliza mucho fertilizante con nitrógeno y fósforo que por no ser utilizados en su totalidad por las plantas pueden llegar a los cuerpos de agua produciendo eutrofización. Los ciclos quedan alterados por el exceso nitrógeno y fósforo no utilizados por las plantas que se dispersan en el ambiente.

Representemos esta situación:

Fig. 8. La agricultura intensiva y la producción y utilización de fertilizantes industriales afectan al ciclo del nitrógeno y del fósforo. Estos bioelementos en exceso causan eutrofización de los cuerpos de agua. Elaborado por:

@josedelacruz

Otro ejemplo nos los ofrece la ganadería intensiva. En ella se afectan varios ciclos a la vez causando efectos negativos en distintas vías o caminos. Veamos.

En la ganadería intensiva se genera metano, bióxido de carbono, óxido nitroso, amoníaco y fosfatos. Estos se producen durante la digestión de los alimentos y durante la descomposición de sus excrementos (estiércoles).

El exceso de estos productos afecta, por lo menos, a los ciclos del carbono, del nitrógeno, del hidrógeno, del oxígeno y del fósforo.

El metano, el bióxido de carbono y el óxido nitroso van a la atmósfera y como tienen efecto invernadero influyen en el calentamiento global.

El amoníaco y los fosfatos van al suelo. Por acción de las lluvias y debido a la lixiviación se escurren hasta los ríos, caños, lagunas, lagos, etc donde producen eutrofización.

Tenemos, entonces, varios ciclos de bioelementos afectados (carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo, etc) y efectos negativos (calentamiento global y eutrofización).

Representemos este caso:

Fig. 9. La ganadería intensiva genera fosfatos y NH₃ que por lixiviación llegan a los cuerpos de agua produciendo eutrofización. También genera N₂O, CO₂ y CH₄ que tienen efecto invernadero y contribuyen al calentamiento global. Obsérvese que la ganadería intensiva participa en la alteración de varios ciclos. Los efectos pueden ser más de los indicados (flechas con líneas discontinuas). Elaborado por:

@josedelacruz

Observamos que no solo el ciclo del nitrógeno es afectado y los efectos negativos no solo los produce el exceso de nitrógeno.

Por lo tanto, en cada efecto negativo señalado al exceso de las formas reactivas del nitrógeno sobre el ambiente debemos recordar que otros elementos o sustancias también causan ese efecto y que generalmente lo hacen al mismo tiempo.

En realidad las actividades realizadas por ser humano como la agricultura intensiva, la fijación industrial del nitrógeno, la utilización intensiva de fertilizantes industriales, la ganadería intensiva y la quema de combustibles fósiles no actúan por separado. La acción de cada actividad está relacionada con las demás.

No se puede separar la agricultura intensiva de la fijación industrial del nitrógeno, de la aplicación de grandes cantidades de fertilizantes industriales. La ganadería intensiva requiere de la agricultura intensiva y las dos demandan la quema de combustibles fósiles para el traslado y procesamiento de sus productos.

Así, todas estas actividades afectan en conjunto a los ciclos de los diversos bioelementos y todos estos efectos negativos actúan al mismo tiempo sobre el ambiente, sobre los seres vivos, sobre el ser humano, provocando catástrofes, daño a ecosistemas, enfermedades, extinción de especies, etc (Fig. 10).

Por lo tanto, si la acción y los efectos de las actividades humanas se relacionan e integran, las soluciones también tienen que estar conectadas e integradas.

Fig. 10. Alteraciones causadas pos las actividades humanas sobre el ciclo de los bioelementos y sus consecuencias en la naturaleza y el ser humano. Elaborado por:

@josedelacruz

Hay que tener presente que los ciclos de los bioelementos nunca se dan solos. Siempre están relacionados con los ciclos de uno o más bioelementos.

Esto se debe a que cada bioelemento en su ciclo forma parte de sustancias que contiene otros bioelementos. Por ejemplo, el hidrógeno y el oxígeno forman el agua y están integrados o forman parte de su ciclo.

Pero el oxígeno también está relacionado con el ciclo del carbono porque lo acompaña en muchas sustancias como el bióxido de carbono.

A través de las biomoléculas prácticamente se conectan los ciclos de todos los bioelementos. En la naturaleza estos ciclos forman una compleja trama.

También debemos recordar que los ciclos de todos los bioelementos se dan en forma natural favoreciendo y permitiendo el desarrollo de la vida. EL PROBLEMA ES CUANDO SE LES ALTERA.

Espero les haya gustado y les sea de utilidad.

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