Quelles sont les étapes du cycle de l’azote ?
« Tout le monde a besoin d’azote, mais en ce qui concerne les éléments non négociables et indispensables à la vie, c’est délicat. Les êtres vivants ont besoin d’azote pour que leurs cellules fonctionnent et, de plus, nous sommes pratiquement imprégnés de cet élément puisque notre atmosphère est composée de 78 % d’azote gazeux. Mais il y a un hic : C’est une situation du type « de l’eau, de l’eau partout, mais pas une goutte à boire ».
Bien que l’azote se cache pratiquement partout, il n’est pas terriblement abondant dans la croûte terrestre, et il est incroyablement difficile pour les êtres vivants de capter l’azote atmosphérique et de l’utiliser à leurs fins. C’est comme avoir une poche pleine de krónur islandais à Minneapolis, où vous ne pouvez pas le dépenser.
« L’azote est une partie importante des acides aminés, qui sont les blocs de construction des protéines et des acides nucléiques tels que l’ADN », explique Jessie Motes, candidate au doctorat à l’école d’écologie Odum de l’Université de Géorgie, dans un courriel. « En plus d’avoir besoin d’azote pour les protéines des plantes, c’est un composant principal de la chlorophylle, ce qui le rend crucial pour la photosynthèse. »
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Le cycle de l’azote
Puisque l’azote est une ressource limitée sur cette planète, un atome d’azote ne passe pas beaucoup de temps à ne rien faire quand il est sous une forme que les êtres vivants peuvent utiliser – les scientifiques appellent cet azote « fixé ». L’azote fixe est absorbé par les plantes, qui sont mangées par les animaux, qui mangent d’autres animaux, qui meurent, se décomposent et libèrent de l’azote dans l’écosystème pour être utilisé par des bactéries ou des plantes. C’est le cycle d’un atome d’azote sur Terre, et son voyage commence soit très tranquillement, soit par un énorme bang.
Etape 1 : la fixation de l’azote
Croyez-le ou non, les éclairs et les bactéries sont les principaux responsables de la transformation de l’azote atmosphérique en azote utilisable par les êtres vivants. L’azote atmosphérique (N2) est très stable, il faut donc une quantité incroyable d’énergie pour le convertir sous une autre forme. Si vous vous êtes déjà demandé pourquoi vos plantes d’extérieur semblent plus heureuses après une pluie que lorsque vous les arrosez, il y a une raison à cela : La foudre électrifie l’azote atmosphérique (N2) et l’eau (H2O) pour les reconfigurer en ammoniac (NH3) et en nitrates (NO3). Ces éléments tombent sur le sol sous forme de pluie, où les plantes les absorbent et les utilisent pour leurs processus biologiques.
À l’autre extrémité du spectre, la façon la plus courante dont l’azote est mis à la disposition des organismes est lorsque l’azote atmosphérique est fixé par des bactéries, dont certaines vivent librement dans le sol et d’autres entretiennent une relation symbiotique avec certaines espèces végétales. Les légumineuses comme les pois, le trèfle et les arachides ont de petits nodules sur leurs racines qui attirent les bactéries qui convertissent l’azote atmosphérique tenace en ammoniac ou en ammonium, qui peut ensuite être utilisé pour alimenter la plante.
Etape 2 : la nitrification
L’ammoniac présent dans le sol peut être utilisé directement par les plantes, mais c’est aussi la première étape du processus de nitrification, par lequel des bactéries et des archées spécialisées convertissent l’ammoniac en nitrite (NO2), puis le transmettent à un ensemble entièrement différent de procaryotes qui oxydent davantage le nitrite en nitrate (NO3-). Ce processus est lent, mais c’est la façon dont l’azote est construit en tant que nutriment dans le sol et les environnements aquatiques et marins – les plantes terrestres, par exemple, peuvent absorber l’ammonium et le nitrate par le biais de leurs poils racinaires. Les organismes spécialisés dans la nitrification sont également importants dans le traitement des eaux usées municipales.
Étape 3 : l’ammonification
Tout ce qui vit finit par mourir, et l’azote qu’un organisme particulier utilisait lorsqu’il a crevé est pris en main par des bactéries qui transforment le cadavre riche en azote en ammonium, qui peut être repris par les plantes et utilisé à nouveau.
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Étape 4 : la dénitrification
Il est possible de transformer à nouveau l’azote biodisponible en azote atmosphérique, et ce processus est appelé dénitrification. La dénitrification est effectuée par des bactéries et des archées qui peuvent tolérer l’oxygène – tous les procaryotes ne le peuvent pas. Dans le cas de la dénitrification, certaines bactéries anaérobies qui n’ont pas besoin d’oxygène convertissent le nitrate en azote gazeux, qui flotte dans l’atmosphère et joue les difficiles jusqu’à ce qu’un éclair ou une bactérie fixatrice d’azote astucieuse vienne l’encorder dans le cycle de l’azote une fois de plus.
L’homme et le cycle de l’azote
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