Diazótrofo para niños

Los diazótrofos son tipos especiales de bacterias que tienen una habilidad increíble: pueden tomar el nitrógeno del aire y transformarlo en una forma que las plantas y otros seres vivos pueden usar, como el amonio. Imagina que el nitrógeno del aire es como un tesoro escondido que solo ellos pueden abrir.

Un diazótrofo es un organismo que puede crecer sin necesitar que el nitrógeno ya esté "listo" para usar. Algunos ejemplos de estos organismos son las bacterias Bradyrhizobia y Frankia, que viven en simbiosis (ayudándose mutuamente) con las plantas, y Azospirillum, que vive libremente en el suelo. Todos los diazótrofos tienen unas herramientas especiales llamadas nitrogenasas, que contienen hierro y molibdeno. Los sistemas más estudiados son los de Klebsiella pneumoniae y Azotobacter vinelandii, porque son fáciles de estudiar y crecen rápido.

Tipos de diazótrofos y cómo viven

Los diazótrofos se encuentran en muchos grupos diferentes de bacterias (principalmente en las Eubacterias, pero también en algunas Archaea). Incluso dentro de una misma especie, puede haber algunas que fijan nitrógeno y otras que no. La fijación de nitrógeno se detiene cuando ya hay suficiente nitrógeno disponible o, en muchas especies, cuando hay mucho oxígeno. Las bacterias han desarrollado diferentes maneras de proteger sus nitrogenasas del oxígeno, ya que este puede dañarlas.

Diazótrofos que viven solos

• Anaerobios. Estos son organismos que no pueden vivir con oxígeno. Solo fijan nitrógeno en lugares donde hay muy poco o nada de oxígeno, como en suelos profundos o en materia vegetal en descomposición. Un ejemplo es Clostridium. Algunas bacterias que reducen sulfato son importantes en los sedimentos del océano (como Desulfovibrio), y algunas arqueas metanógenas fijan nitrógeno en el lodo y en los intestinos de los animales.
• Anaerobios facultativos. Estas bacterias pueden vivir con o sin oxígeno, pero solo fijan nitrógeno cuando no hay oxígeno. A menudo, "respiran" el oxígeno rápidamente para mantener los niveles bajos a su alrededor. Algunos ejemplos son Klebsiella pneumoniae, Bacillus polymyxa, Bacillus macerans y Escherichia intermedia.
• Aerobios. Estas especies necesitan oxígeno para vivir, pero sus nitrogenasas se dañan si se exponen a mucho oxígeno. Azotobacter vinelandii es el más estudiado de este grupo. Usa una respiración muy rápida y compuestos protectores para evitar el daño del oxígeno. Muchas otras especies también reducen los niveles de oxígeno de esta manera, pero con menos velocidad.
• Fototrofos. Las cianobacterias son bacterias que hacen fotosíntesis y producen oxígeno. A pesar de esto, algunas también pueden fijar nitrógeno. Muchas son coloniales y tienen células especiales llamadas heterocistos donde fijan nitrógeno sin producir oxígeno. Ejemplos son Anabaena cylindrica y Nostoc commune. Otras cianobacterias no tienen heterocistos y solo pueden fijar nitrógeno con poca luz y oxígeno (por ejemplo, Plectonema).

Diazótrofos que viven en equipo (simbióticos)

• Rizobios. Estas bacterias se asocian con las leguminosas, que son plantas como los frijoles o los guisantes. Viven en pequeños bultos en las raíces de las plantas, llamados nódulos. Dentro de estos nódulos, una sustancia llamada leghemoglobina controla el oxígeno para que no dañe la nitrogenasa de las bacterias.
• Frankias. Se sabe menos sobre estos fijadores de nitrógeno "actinorrizos". Estas bacterias también infectan las raíces y forman nódulos. Las Frankias forman estructuras parecidas a quistes dentro de estos nódulos, donde ocurre la fijación de nitrógeno. También producen hemoglobinas, pero su función no se entiende tan bien como en los rizobios. Aunque al principio parece que infectan plantas muy diferentes (como alisos o pinos australianos), estudios recientes muestran que estas plantas están relacionadas con las leguminosas.
• Cianobacterias. También hay cianobacterias que viven en simbiosis. Algunas se asocian con fungi (formando liquenes), con hepáticas, con un helecho y con una cícada. Estas asociaciones no forman nódulos, y los heterocistos protegen del oxígeno, como se mencionó antes. La asociación con helechos es importante en la agricultura: el helecho acuático Azolla protege a Anabaena, que es un fertilizante natural importante para el cultivo de arroz.
• Asociación con animales. Aunque se han encontrado diazótrofos en los intestinos de algunos animales, generalmente hay suficiente amonio para que no necesiten fijar nitrógeno. Las termitas con dietas bajas en nitrógeno pueden fijar algo, pero su contribución es muy pequeña. Las carcomas podrían ser las únicas especies que se benefician significativamente de estos organismos.

¿Por qué son importantes los diazótrofos?

En cuanto a la cantidad de nitrógeno que hacen disponible para otros seres vivos, las asociaciones simbióticas son mucho más importantes que las especies que viven solas, excepto por las cianobacterias. Son esenciales para la vida en la Tierra, ya que el nitrógeno es un elemento clave para construir proteínas y otras moléculas importantes.

Véase también

En inglés: Nitrogen fixation Facts for Kids