La sensibilidad de la fijación de N2 marina al nitrógeno inorgánico disuelto

El proceso dominante que añade nitrógeno (N) al océano, la fijación de dinitrógeno (N(2)), es mediado por procariotas (diazotrofos) sensibles a una variedad de factores ambientales. En particular, a menudo se asume que las tasas consecuentes de fijación de N(2) marina no ocurren donde las concentraciones de nitrato (NO(-)(3)) y/o amonio (NH(+)(4)) superan 1μM debido al costo energético adicional asociado con la asimilación de gas N(2) en relación con NO(-)(3) o NH(+)(4). Sin embargo, un examen de estudios de cultivo y mediciones in situ de tasas de fijación de N(2) en ambientes eufóticos, mesopelágicos y bentónicos marinos indica que, si bien las concentraciones elevadas de NO(-)(3) y/o NH(+)(4) pueden deprimir las tasas de fijación de N(2), el proceso puede continuar a tasas sustanciales en presencia de hasta 30μM NO(-)(3) y/o 200μM NH(+)(4). Estos hallazgos desafían las expectativas sobre el grado en que el N inorgánico inhibe este proceso. Las altas tasas de fijación de N(2) medidas en algunos ambientes bentónicos sugieren que ciertos diazotrofos bentónicos pueden ser menos sensibles a la exposición prolongada a NO(-)(3) y/o NH(+)(4) que los diazotrofos cianobacterial. Además, trabajos recientes indican que los diazotrofos cianobacterial pueden tener mecanismos para mitigar la inhibición de la fijación de N(2) por el NO(-)(3). En particular, se ha demostrado recientemente que aumentar la disponibilidad de fósforo (P) incrementa la abundancia de diazotrofos, compensando así las tasas más bajas de fijación de N(2) por célula que resultan de la inhibición por NO(-)(3). En consecuencia, bajos ratios N:P del océano superficial, como los generados por las crecientes tasas de pérdida de N que se cree ocurren durante la última transición glacial a interglacial, pueden crear condiciones favorables para la fijación de N(2) y así ayudar a estabilizar el inventario de N marino en escalas de tiempo relevantes. Estos hallazgos sugieren que restringir las mediciones de la fijación de N(2) marina a aguas superficiales oligotróficas puede subestimar las tasas globales de este proceso y contribuir a las incertidumbres en el balance de N marino.