Krążenie azotu

Krążenie azotu

Fizjologowie, biochemicy, naukowcy z dziedziny biologii molekularnej zajmując się badaniem procesów życiowych wszystkich organizmów zamieszkujących naszą planetę zaobserwowali szereg procesów biochemicznych, których rezultatem jest krążenie pewnych pierwiastków lub związków chemicznych w atmosferze ekosystemów. Biologia dość szczegółowo opisała większość nich. We wszystkich tych procesach bardzo ważną rolę odgrywają organizmy żywe. Można na tej podstawie stwierdzić, że życie na Ziemi zależy od obiegu w przyrodzie wielu pierwiastków a podstawowe procesy biochemiczne fotosynteza i chemosynteza zostały uznane przez biologię za procesy utrzymujące życie i warunkujące rozwój organizmów roślinnych, zwierzęcych oraz wszystkich drobnoustrojów. Wszystkie procesy krążenia pierwiastków przyrodzie składają się nie tylko z reakcji biochemicznych, ale także zjawisk zachodzących w a atmosferze, oraz procesów hydrologicznych a także geologiczne. Najważniejsze cykle, jakie zostały opisane w biologii dotyczą obiegu azotu, węgla, siarki, fosforu czy też żelaza. Ważnym cyklem jest także cykl hydrologiczny, czyli obieg wodoru i tlenu. Jednym z ważniejszych opisanych obiegów jest cykl biogeochemiczny azotu w przyrodzie. Mówiąc o cyklu biogeochemicznym biolodzy mają na myśli obieg tego pierwiastka w całej ekosferze planety. Azot jest bardzo ważnych dla atmosfery Ziemi pierwiastkiem, stanowi prawie osiemdziesiąt procent jej składu chemicznego. Związki tego pierwiastka są podstawowym budulcem wszystkich białek, z jakich zbudowane są organizmy żywe oraz nośniki materiału genetycznego wszystkich organizmów. Kwasy rybonukleinowe, czyli RNA i DNA zbudowane są właśnie z zasad azotowych. Również najważniejszy proces biochemiczny zachodzący w roślinach, czyli fotosynteza jest uzależniona od obecności azotu, gdyż ten stanowi składnik chlorofilu, czynnego składnika fotosyntezy. Obieg azotu rozpoczyna się od przyswojenia tego pierwiastka przez organizmy żywe bezpośrednio z atmosfery i przetworzenie go. Pierwszym pośrednikiem biologicznym są tutaj bakterie azotowe posiadające nitrogenezę, enzym, który katalizuje reakcję azotu z wodorem w wyniku, czego powstaje amoniak. Bakterie azotowe bardzo często żyją w symbiozie z roślinami, którym oddają ten amoniak dostając od nich węglowodany. Wiele związków azotowych znajduje się w glebie w wyniku procesów gnilnych, stamtąd jest pobierany przez rośliny przez ich systemy korzeniowe, pobierany jest on w postaci jonów azotanowych bądź też jonów amonowych. Organizmy zwierzęce nie są w stanie przetwarzać azotu pobieranego z atmosfery, korzystają one ze związku azotowego, jakim jest amoniak, który generują w swoich organizmach a następnie wydalają ze swojego organizmu do gleby gdzie zajmują się nim bakterie nitryfikacyjne. W całym cyklu obiegu azotu w przyrodzie pojawia się też proces nazwany w biologii anammoxem, czyli proces utleniania amoniaku bez udziału tlenu. Jest on udziałem bakterii, których w przyrodzie występują trzy rodzaje takie jak Brocadia, Kuenenia oraz Scalindua. Procesy denitryfikacyjne przez nieprzeprowadzane są o wiele bardziej skuteczne niż przez bakterie tlenowe.