La fijación biológica del nitrógeno en el contexto del cambo climático - Sanjuán Pinilla, Juan (2021)
Spa: Siendo el nitrógeno el elemento más abundante de nuestra atmósfera, representa al mismo tiempo una de las principales limitantes para el crecimiento y desarrollo vegetal en sistemas agrícolas. El coste energético de la producción de fertilizantes nitrogenados a nivel mundial, pero sobre todo el coste ambiental derivado de la quema de energías no renovables conllevan un coste cada vez mayor de los mismos, asociado además a la producción y liberación de CO2 y sobre todo de N2O que tienen incidencia directa en el calentamiento global. Así, las necesidades de tipo social, ambiental y económico están conduciendo a una reducción progresiva del uso de fertilizantes nitrogenados. Sin embargo, la única alternativa a la fijación antropogénica de nitrógeno (proceso de Haber-Bosch) es la fijación biológica de nitrógeno (FBN), que por sí misma es responsable de más de la mitad del nitrógeno incorporado a la biosfera. No obstante, solo ciertos microorganismos procarióticos (bacterias y arqueas) son capaces de realizar la FBN, a través de la enzima nitrogenasa. Muchos fijadores de nitrógeno se asocian con plantas, estableciendo relaciones simbióticas en las que la bacteria posee la actividad nitrogenasa y la planta proporciona el ambiente y la energía necesarios para el proceso de FBN. Conocer y comprender el funcionamiento de estos sistemas puede conducirnos a mejorarlos y, por qué no, a ampliar su aprovechamiento e incluso generar nuevas simbiosis entre microorganismos y plantas no leguminosas. La simbiosis que establecen ciertas bacterias del suelo, conocidas como rizobia, y plantas leguminosas permite a éstas utilizar el nitrógeno atmosférico para su nutrición. Esta simbiosis fijadora es la más eficiente y la de mayor relevancia agronómica de todos los sistemas fijadores conocidos. Gracias a esta propiedad, las leguminosas pueden desarrollarse incluso en suelos carentes de nitrógeno combinado. El elemento visible de esta simbiosis son los nódulos, generalmente localizados en la raíz de la planta, y que representan un verdadero nuevo órgano vegetal donde se alojan las bacterias para poder llevar a cabo el proceso de fijación de nitrógeno. La formación, infección y desarrollo de los nódulos conlleva un continuo y complejo intercambio de señales químicas, una especie de diálogo molecular entre los simbiontes, que aún no es del todo comprendido. De la correcta señalización entre bacteria y planta depende la eficiencia de este sistema simbiótico, que puede verse afectado por múltiples limitantes de tipo genético, fisiológico y ambiental. Muchos laboratorios internacionales se afanan en estudiar y comprender este sistema fijador, que podría darnos las claves para ampliar la capacidad fijadora de nitrógeno a plantas no leguminosas de alto valor agroalimentario, como los cereales. Esta posibilidad, para muchos utópica, es una de las varias alternativas por las que sería posible aprovechar mejor la FBN para una producción de alimentos más energética y ecológicamente responsable en el futuro.