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Overview of Nitrogen Metabolism01:20

Overview of Nitrogen Metabolism

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Nitrogen is a very important element for life because it is a major constituent of proteins and nucleic acids. It is a macronutrient, and in nature, it is recycled from organic compounds and stored in the form of  ammonia, ammonium ions, nitrate, nitrite, or  nitrogen gas by many metabolic processes. Many of these metabolic processes are carried out only by prokaryotes.
The largest pool of nitrogen available in the terrestrial ecosystem is gaseous nitrogen (N2) from the air, but this...
7.9K
The Nitrogen Cycle01:49

The Nitrogen Cycle

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Nitrogen atoms, present in all proteins and DNA, are recycled between abiotic and biotic components of the ecosystem. However, the primary form of nitrogen on Earth is nitrogen gas, which cannot be used by most animals and plants. Thus, nitrogen gas must first be converted into a usable form by nitrogen-fixing bacteria before it can be cycled through other living organisms. The use of nitrogen-containing fertilizers and animal waste products in human agriculture has greatly influenced the...
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Energy Budgets00:51

Energy Budgets

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Organisms must balance energy intake with the energy required for growth, maintenance and reproduction. These trade-offs result in a variety of survivorship and reproductive strategies, including semelparity and iteroparity. Semelparous species, like annual plants, have only one reproductive episode in their lifetimes and consequently have short lifespans. Iteroparous species, by contrast, have many reproductive events during their lifetimes but have relatively few offspring. These two...
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The Equilibrium Constant03:11

The Equilibrium Constant

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Consider the oxidation of sulfur dioxide:
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Free Energy Changes for Nonstandard States03:25

Free Energy Changes for Nonstandard States

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The free energy change for a process taking place with reactants and products present under nonstandard conditions (pressures other than 1 bar; concentrations other than 1 M) is related to the standard free energy change according to this equation:
 
where R is the gas constant (8.314 J/K·mol), T is the absolute temperature in kelvin, and Q is the reaction quotient. This equation may be used to predict the spontaneity of a process under any given set of conditions.
Reaction Quotient...
11.1K
What are Biogeochemical Cycles?00:54

What are Biogeochemical Cycles?

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The most common elements in organic molecules, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus, are only available in the ecosystem in limited amounts. Therefore, these nutrients must be recycled through both biotic and abiotic components of the ecosystem, in processes generally called biogeochemical cycles.
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El presupuesto global de nitrógeno revisado

Patrick L Brezonik1

  • 1Department of Civil, Environmental, and Geo- Engineering, University of Minnesota, Minneapolis, MN, USA.

Science (New York, N.Y.)
|June 12, 2025
PubMed
Resumen

Los sedimentos del fondo son cruciales para la producción de nitrógeno tanto en aguas interiores como costeras. Esto pone de relieve la importancia ecológica de los procesos de sedimentación en los ecosistemas acuáticos.

Área de la Ciencia:

  • Ciencias del medio ambiente
  • Ecología acuática
  • Geoquímica

Sus antecedentes:

  • El nitrógeno es un nutriente clave en los ecosistemas acuáticos, influyendo en la productividad primaria y la calidad del agua.
  • Los sedimentos juegan un papel complejo en los ciclos biogeoquímicos, a menudo actuando como sumideros o fuentes de nutrientes.
  • Comprender el ciclo del nitrógeno en los sedimentos es vital para gestionar la eutrofización y la salud del ecosistema.

Objetivo del estudio:

  • Investigar el papel de los sedimentos del fondo en la producción de nitrógeno en entornos acuáticos.
  • Cuantificar las tasas de producción de nitrógeno en los sedimentos de diversas masas de agua interiores y costeras.
  • Evaluar la contribución de los procesos mediados por sedimentos al presupuesto global de nitrógeno de estos ecosistemas.

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Principales métodos:

  • Recopilación de sedimentos de núcleos de sedimentos procedentes de lugares representativos del interior y de la costa.
  • Incubaciones in situ y de laboratorio para medir las tasas de producción de nitrógeno.
  • Análisis de las propiedades de los sedimentos, incluido el contenido de materia orgánica y la composición de la comunidad microbiana.
  • Detección de isótopos estables para rastrear las vías de transformación del nitrógeno.

Principales resultados:

  • Se confirmó que los sedimentos son sitios significativos de producción de nitrógeno en todos los cuerpos de agua estudiados.
  • Las tasas de producción de nitrógeno variaron considerablemente, influenciadas por factores como el contenido orgánico del sedimento y las condiciones de redox.
  • Se identificó la desnitrificación microbiana y el anammox como vías clave de eliminación de nitrógeno que ocurren en los sedimentos.
  • La producción de nitrógeno en los sedimentos contribuye sustancialmente al ciclo del nitrógeno en estos sistemas acuáticos.

Conclusiones:

  • Los sedimentos del fondo son una fuente crítica, a menudo subestimada, de producción de nitrógeno en aguas interiores y costeras.
  • La biogeoquímica de los sedimentos es un factor clave del ciclo del nitrógeno e influye en la calidad del agua.
  • La gestión eficaz de los ecosistemas acuáticos requiere un conocimiento profundo de las interacciones sedimento-nitrógeno.