Care sunt etapele ciclului azotului?
„Toată lumea are nevoie de azot, dar în ceea ce privește elementele nenegociabile, care susțin viața, acesta este dificil. Viețuitoarele au nevoie de azot pentru ca celulele lor să funcționeze și, în plus, noi practic ne îmbibăm cu această substanță, deoarece atmosfera noastră este alcătuită din 78% azot gazos. Cu toate acestea, există o capcană: Este o situație de genul „apă, apă peste tot, dar nici o picătură de băut”.
Deși azotul se ascunde practic peste tot, nu este teribil de abundent în scoarța terestră și este incredibil de dificil pentru ființele vii să capteze azotul atmosferic și să îl folosească în scopurile lor. Este ca și cum ai avea un buzunar plin de krónur islandez în Minneapolis, pe care nu-l poți cheltui.
„Azotul este o parte importantă a aminoacizilor, care sunt elementele constitutive ale proteinelor și ale acizilor nucleici, cum ar fi ADN-ul”, spune Jessie Motes, doctorandă la Școala de Ecologie Odum de la Universitatea din Georgia, într-un e-mail. „Pe lângă faptul că plantele au nevoie de azot pentru proteine, acesta este o componentă principală a clorofilei, ceea ce îl face crucial pentru fotosinteză.”
Publicitate
Ciclul azotului
Din moment ce azotul este o resursă limitată pe această planetă, un atom de azot nu petrece mult timp fără să facă nimic atunci când se află într-o formă pe care ființele vii o pot folosi – oamenii de știință numesc acest azot „fix”. Azotul fix este absorbit de plante, care sunt mâncate de animale, care mănâncă alte animale, care mor și se descompun și eliberează azotul înapoi în ecosistem pentru a fi prelucrat de bacterii sau plante. Acesta este ciclul unui atom de azot pe Pământ, iar călătoria sa începe fie foarte liniștit, fie cu o explozie uriașă.
Etapa 1: Fixarea azotului
Credeți sau nu, fulgerele și bacteriile sunt principalele responsabile pentru transformarea azotului atmosferic în azot pe care îl pot folosi ființele vii. Azotul atmosferic (N2) este foarte stabil, așa că este nevoie de o cantitate incredibilă de energie pentru a-l transforma într-o formă diferită. Dacă v-ați întrebat vreodată de ce plantele dvs. de exterior par mai fericite după o ploaie decât atunci când porniți un aspersor asupra lor, există un motiv pentru asta: Fulgerul electrifică azotul atmosferic (N2) și apa (H2O) pentru a le reconfigura în amoniac (NH3) și nitrați (NO3). Acesta cade pe sol sub formă de ploaie, unde plantele îl sorb și îl folosesc pentru procesele lor biologice.
La celălalt capăt al spectrului, cel mai comun mod în care azotul este pus la dispoziția organismelor este atunci când azotul atmosferic este fixat de bacterii, dintre care unele trăiesc libere în sol, iar altele se bucură de o relație simbiotică cu anumite specii de plante. Leguminoasele precum mazărea, trifoiul și arahidele au mici noduli pe rădăcini care atrag bacteriile care transformă azotul atmosferic încăpățânat în amoniac sau amoniu, care poate fi apoi folosit pentru a alimenta planta.
Etapa 2: Nitrificarea
Amoniacul din sol poate fi folosit direct de plante, dar este, de asemenea, primul pas în procesul de nitrificare, prin care bacteriile și archaea specializate convertesc amoniacul în nitriți (NO2), iar apoi îl transmit unui set complet diferit de procariote care oxidează în continuare nitriții în nitrați (NO3-). Acest proces este lent, dar este modul în care azotul este construit ca nutrient în sol și în mediile acvatice și marine – plantele terestre, de exemplu, pot absorbi amoniu și nitrat prin firele de păr ale rădăcinilor lor. Organismele specializate în nitrificare sunt, de asemenea, importante în tratarea apelor uzate municipale.
Etapa 3: Amonificarea
Toate lucrurile vii mor în cele din urmă, iar azotul pe care un anumit organism îl folosea atunci când a crăpat este luat la mână de bacterii care transformă cadavrul bogat în azot în amoniu, care poate fi preluat din nou de plante și folosit din nou.
Publicitate
Etapa 4: Denitrificarea
Este posibil să se transforme din nou azotul biodisponibil în azot atmosferic, iar acest proces se numește denitrificare. Nitrificarea este realizată de bacterii și archaea care pot tolera oxigenul – nu toate procariotele pot. În cazul denitrificării, anumite bacterii anaerobe care nu au nevoie de oxigen transformă nitratul în azot gazos, care plutește în atmosferă și se face de râs până când un fulger sau o bacterie abilă care fixează azotul apare și îl introduce din nou în ciclul azotului.