Ciclo del carbono y del nitrógeno: explicación clara

El ciclo del carbono es el recorrido que hace este elemento entre la atmósfera, los seres vivos, los océanos y el suelo. El ciclo del nitrógeno es el recorrido del nitrógeno entre el aire, el suelo y los organismos, y tiene una dificultad extra: la mayoría de los seres vivos no puede usar el nitrógeno del aire tal como está.

Ciclo del carbono

El carbono entra a los seres vivos como dióxido de carbono (CO₂). Las plantas, algas y cianobacterias lo toman durante la fotosíntesis y lo convierten en materia orgánica, como glucosa.

Luego el carbono pasa de organismo en organismo por la cadena alimentaria. Un conejo que come pasto se queda con parte de ese carbono, y un zorro que come al conejo también.

Regresa a la atmósfera de varias formas:

• Respiración celular: todos los seres vivos liberan CO₂ al respirar.
• Descomposición: bacterias y hongos degradan restos de organismos y liberan carbono.
• Combustión: quemar madera, carbón o combustibles fósiles libera CO₂ de golpe.
• Océanos: el agua intercambia CO₂ con el aire.

Algunos procesos son lentos. Cuando la materia orgánica queda enterrada durante millones de años, puede formar carbón, petróleo o gas natural, que guardan carbono fuera del ciclo corto durante mucho tiempo.

Ciclo del nitrógeno

Casi el 78 % del aire es nitrógeno gaseoso (N₂), pero ese N₂ tiene dos átomos unidos con un enlace muy fuerte. Por eso las plantas no lo aprovechan directamente, y necesitan que alguien lo transforme. Los pasos principales son estos:

1. Fijación: convierte el N₂ en amoniaco (NH₃) o compuestos parecidos. La hacen bacterias como Rhizobium, que vive en las raíces de leguminosas, y algunas cianobacterias y bacterias de vida libre. Los rayos también fijan algo de nitrógeno, y la industria lo hace con el proceso Haber-Bosch para fabricar fertilizantes.
2. Amonificación: descomponedores transforman la materia orgánica muerta y los desechos en amonio.
3. Nitrificación: bacterias del suelo convierten el amonio en nitritos y luego en nitratos, que las plantas sí absorben. Nitrosomonas y Nitrobacter son los ejemplos clásicos de los libros de texto.
4. Asimilación: las plantas toman nitratos o amonio y forman proteínas y ácidos nucleicos. Los animales obtienen nitrógeno al comer plantas u otros animales.
5. Desnitrificación: bacterias en suelos con poco oxígeno convierten los nitratos otra vez en N₂, que regresa al aire.

Cómo distinguirlos al estudiar

Una forma útil de recordar la diferencia es pensar en el carbono como algo que pasa sobre todo por respirar y quemar, mientras que el nitrógeno depende de bacterias que lo transforman en pasos sucesivos. Si te preguntan qué proceso introduce nitrógeno al suelo sin que intervenga la fotosíntesis, la respuesta correcta es la fijación, no la nitrificación.

Para confirmar qué temas entran en tu módulo, revisa el temario oficial de Biología o de Ciencias experimentales en la guía de CENEVAL, que es gratuita. Puedes ubicar los módulos en la guía de módulos del EXANI-II, y si quieres un plan para repasar estos temas, cómo estudiar para el EXANI-II te lo organiza por etapas.