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INTRODUCCIÓN

Fijación del nitrógeno por las cianobacterias. Los organismos fijadores de nitrógeno como las cianobacterias convierten el nitrógeno atmosférico (N2) en amoniaco (NH3), una forma biológicamente útil. La fijación de nitrógeno se produce en los heterocistos: células grandes y especializadas con varias paredes celulares gruesas que excluyen el O2, el producto de desecho liberado por las células vegetales de fotosíntesis más numerosas.

El nitrógeno y la zona muerta del golfo de México

Cada verano durante al menos tres décadas ha habido un crecimiento excesivo de fitoplancton en las aguas costeras del golfo de México, cerca de Louisiana y Texas. Este crecimiento excesivo, denominado “floración” de fitoplancton, desencadena la formación de una zona en la que no pueden existir organismos aerobios. En 2017 esta zona muerta (fig. 14.1) cubrió casi 23 000 km2 (aproximadamente 8 800 mi2), un área una vez y media más grande que Massachusetts. La zona muerta no sólo causa la destrucción del hábitat, sino que también representa una amenaza obvia, tanto para la salud humana como para una industria pesquera comercial y recreativa multimillonaria.

El fitoplancton (p. ej., cianobacterias y diatomeas) son microorganismos que producen más de la mitad del oxígeno de la Tierra. Consumido por el zooplancton (animales microscópicos) y los peces, el fitoplancton sirve como base de las redes alimentarias acuáticas. Su crecimiento requiere luz, CO2 y disponibilidad de nutrientes. Normalmente el crecimiento del fitoplancton está limitado sólo por la temperatura y los bajos niveles de nutrientes, especialmente los de nitrógeno, y en menor medida el fósforo. Las floraciones transitorias a pequeña escala, que ocurren en el agua del océano cuando las temperaturas del aire y del agua superficial son altas, por lo general están relacionadas con la corriente ascendente. En este proceso, causado por los fuertes vientos, el agua oceánica fría y rica en nutrientes se mueve desde el fondo hasta la superficie.

La zona muerta del golfo de México, una de varios cientos que ahora se observan en la Tierra, se ha relacionado definitivamente con el exceso de nitrógeno descargado en el golfo por el río Mississippi (p. ej., 165 000 toneladas métricas de fertilizante de nitrato por año). Además de los fertilizantes agrícolas (amoniaco y nitrato), las principales causas de la floración masiva del fitoplancton del golfo incluyen la escorrentía de desechos animales de la agricultura, la liberación de aguas residuales no tratadas o subtratadas de las plantas de tratamiento de agua, y la escorrentía de tanques sépticos en los ríos y arroyos en la cuenca del río Mississippi, que drenan agua proveniente de aproximadamente 40% de los estados enlazados continentales. La concentración de fitoplancton es tan alta (miles de células por mililitro) en la floración del fitoplancton del golfo, que en dependencia de la especie dominante el agua cambia de color a verde, marrón o ...

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