Cicles Biogeoquímics Essencials: Carboni i Nitrogen per a la Vida
El Cicle del Carboni: Un Element Essencial
Mitjançant el procés de fotosíntesi, les plantes prenen el carboni en forma de CO₂ de l'atmosfera o de l'aigua, assimilant-lo durant la fase fosca d'aquest procés per a formar molècules orgàniques. Part del carboni torna al medi inert en la mateixa forma de CO₂ com a resultat de la respiració, tant de les pròpies plantes com dels organismes consumidors i descomponedors. Les deixalles, restes o cadàvers que contenen carboni tornen també al medi inorgànic per acció dels descomponedors (bacteris i fongs).
Una part molt important del carboni pot tardar milions d'anys a incorporar-se al medi inert. És el cas del carboni que arriba a formar part del petroli i del carbó mineral. Aquest carboni pot tornar al cicle per combustió d'aquests combustibles fòssils.
El Cicle del Nitrogen: Base de la Vida
La font principal de nitrogen és l'atmosfera, de la qual aquest gas constitueix un 78%; no obstant això, aquest nitrogen atmosfèric només pot ser fixat per un grup de bacteris fixadors de nitrogen que transformen aquest gas en compostos nitrogenats, utilitzats directament per les plantes. Entre el grup de bacteris fixadors de nitrogen hi ha el gènere Rhizobium, que es troba en simbiosi amb les arrels de les plantes lleguminoses (pèsols, mongetes, trèvols, alfals, etc.). Aquests bacteris s'introdueixen en els teixits del vegetal, on proliferen i desenvolupen una espècie de nòduls fixadors de nitrogen.
La resta de les plantes depèn del nitrogen que es troba en el sòl, d'on el prenen en forma de nitrats.
Quan qualsevol organisme mor, el nitrogen de les restes orgàniques, com les proteïnes i els àcids nucleics, per acció de bacteris i fongs presents en el sòl, es converteix en amoníac o ió amoni (amonificació).
Altres grups de bacteris del sòl oxiden els ions amoni a nitrits i, finalment, els bacteris nitrificants oxiden els nitrits a nitrats. Els nitrats són fàcilment absorbits per les arrels de les plantes i utilitzats per a formar molècules pròpies que contenen nitrogen (proteïnes i àcids nucleics). Mitjançant les cadenes tròfiques posteriors, el nitrogen assimilat en aquestes molècules vegetals passa als animals.
Existeix un grup de bacteris desnitrificants que, en condicions anaeròbies i d'inundació, converteixen els nitrats del sòl en nitrogen molecular que escapa a l'atmosfera. Per això, els agricultors drenen les terres per a reduir la desnitrificació i afegeixen fertilitzants per a incrementar els nivells de nitrat del sòl.