Bacterias que nutren

José Miguel Elizalde Contreras y Eliel Ruiz May

Existe en la naturaleza una relación profunda entre pequeñas bacterias que viven de manera natural en el suelo llamadas rizobacterias y plantas pertenecientes al grupo de las leguminosas, es decir todas aquellas cullas semillas crecen en el interior de una vaina (habas, frijoles, chicharos, y guajes por citar algunos).

Existe un mecanismo especializado por el cual las rizobacterias son atraídas hacia los pelos radiculares de las leguminosas y es formada una puerta por la que accederán al interior de la raíz, no cualquier bacteria entrará al interior de la raíz, el paso en general está restringido solo a una determinada especie, esta relación entre rizobacterias y leguminosas se conoce como “simbiosis” y se caracteriza por el beneficio de ambas especies, en este sentido las rizobacterias aportan nutrientes a la planta y a cambio reciben un lugar donde vivir y reproducirse mientras la planta viva.

La manera en que podemos observar esta “simbiosis” entre rizobacterias y leguminosas en general es revelada por la presencia de pequeñas bolitas en las raíces de las leguminosas, es aquí donde las bacterias vivirán y se encargarán de fijar el nitrógeno, tomándolo del ambiente y transformándolo en una moléculas que la planta puede utilizar, este proceso es conocido como fijación bilógica del nitrógeno y es llevado a cabo por una proteína llamada nitrogenasa la cual rompe la unión de 2 moléculas de nitrógeno y posteriormente las combina con hidrogeno para formar amonio, resulta sorprendente que la atmosfera de la tierra contiene 78% de nitrógeno y sin embargo este nitrógeno no es asimilable por los humanos sino a través de los alimentos, convertido en proteína.

Existe en la naturaleza un ciclo llamado ciclo de nitrógeno por el cual esta molécula es tomada del aire transformada, utilizada como nutriente y después desechada, incorporada al suelo y después devuelta a la atmosfera.

Gracias a estas bacterias las leguminosas pueden crecer en suelos pobres en nutrientes al tiempo que van enriqueciendo el contenido de nutrientes del suelo, esa es una de las explicaciones del por que es importante hacer la rotación de cultivos, pues mientras algunos cultivos utilizan los nutrientes hasta agotarlos al grado de requerir la aplicación de fertilizantes químicos, las leguminosas involucradas en esta relación de simbiosis regeneran el contenido de nutrientes, ya desde hace muchos años es conocida esta relación y es la explicación de la ventaja de cultivos combinados como en la milpa en la que combina maíz, frijol y calabaza.

Para producir los fertilizantes químicos se requiere la aplicación de grandes cantidades de energía en un proceso llamado Haber – Bosch, desarrollado en 1910 y que galardonó a Fritz Haber y a Carl Bosch con el premio nobel en química, en un primer momento esta tecnología fue implementada con fines militares. Además de la aplicación de energía que

tiene un impacto directo en el ambiente, la mayor parte de estos nutrientes son perdidos y termina en la atmosfera o en el agua, alterando el equilibrio natural.

Imágenes

1. Nódulos de Rhizobium etli en Phaseolus bulgaris vistos en microscopio estereoscópico

2. (página de inicio) Nódulos de Rhizobium etli en Phaseolus bulgaris

3. Raíces de frijol con formación de nódulos, es la estructura donde las bacterias crecen al interior de la planta

4. Ciclo del Nitrógeno. Ciclo del Nitrógeno. De la cantidad total de nitrógeno molecular fijada cada año, el 69.5% corresponde a la fijación biológica y un 15 % es fijado por el hombre para convertirlo en abonos. Para fijar los 40 millones de Tn de fertilizantes que cada año son arrojados a los campos se requiere un empleo masivo de combustibles fósiles (unos 300 millones de barriles de petróleo).

5. Contenido de gases en la atmosfera, la mayor parte del gas en la atmósfera es Nitrogeno, sin embargo este no es asimilable por el humano y requiere de la fijación biológica para estar disponible a manera de proteínas.

6. Actividad de la nitrogenasa, por la cual el nitrógeno atmosférico es fijado de la atmosfera y convertido en compuestos asimilables, en un primer momento por las plantas y apartir de ahí en proteínas y aminoácidos.