Кръговрат на азота

Азотът често получава по-малко внимание от въглеродa или кислородa, но азотът също е много важен за живия свят и подобно на въглеродa и кислородa циркулира през нашата биосфера. Един изненадващ факт за азотa, особено ако не е обърнато внимание в клас, е това, че е той съставлява много голям дял от атмосферата. 78% от нашата атмосфера е молекулярен азот, така че е под формата на N2. Tова тук е молекулярен азот. Имаме два азотни атома, ковалентно свързани един с друг. За разлика от въглеродa, който може директно да се фиксира от растенията – в урока за кръговрата на въглерода ще разгледаме как продуцентите (растенията) могат да използват светлинна енергия, за да трансформират въглерода от въздуха в химична енергия, която съхраняват във въглерод-въглеродни връзки. Азотът не може да да се усвоява пряко от сложни организми като растенията. Вместо това основен участник, който фиксира азот от въздуха, когато имаме всички тези N2 молекули във въздуха – сега главните актьори тук не са растенията, а прокариоти като азотфиксиращите бактерии. Така че нека да поставим малко почва тук. Бактериите могат да бъдат на куп различни места. Би могло да има бактерии в тази почва. Аз ще ги направя малко по-големи, така че да можеш да ги виждаш. Тук имаме прокариоти – това са бактерии. Някои видове бактерии са способни... и някои прокариоти – са в състояние да фиксират азота. Те могат да уловят този N2 (азот) и да го преобразуват във вид, който е по-използваем от сложни организми като растенията. Това тук е бактерията. Тя съдържа този малък пръстен ДНК – можех да го нарисувам по друг начин – Бих могъл да го направя по-сложно, но нека просто да остане така. Бактериите са в състояние да фиксират този N2 и да го превърнат в амоняк, NH3. И този амоняк може да бъде усвоен от растенията и от други сложни организми. Значи това ето тук... При кръговрата на въглерода разглеждаме как растенията усвояват въглерода, който влиза в състава на голяма част от органичните молекули, но много от важните органични вещества също така имат нужда от азот. Тук са показани примери на органични молекули, които се срещат в растенията, както и в различни други видове организми. Тази ето тук е аминокиселина, в която виждаме този азотен атом. Това тук е нашият добър познайник ATФ, аденозин трифосфат, който служи за склад на енергия в биологичните системи. Виждаш атомите азот в синьо – точно тук. Това е известната молекула на ДНК, дезоксирибонуклеинова киселина. Ту има азотни атоми в цялата макро молекула. Така азотът е от съществено значение за живота, но функцията за фиксиране на азота се изпълнява от бактериите, които синтезират амоняк, който след това може да се използва от растенията, и след това с консумацията на растения ние хората можем да получим нужния ни за организма азот. Но това не е еднопосочна улица. Тръгваме от азота в атмосферата, който се фиксира от прокариоти, а после се използва – след като бъде превърнат в амоняк ще бъде употребен от по-висши организми. Но еднопосочен процес би изчерпал азота. Когато един организъм умира – да кажем, че това е мъртъв организъм, може да е бактерия, но аз избирам да е висш организъм, многоклетъчен – това тук е мъртво растение. Не искам да рисувам мъртви животни, защото е по-травмиращо. Да кажем, че това е едно мъртво растение. И когато то се разлага, и има много различни видове бактерии, мога да ги нарисувам изглеждащи еднакво, нека да кажем, че това е още една бактерия в оранжево. Когато тези бактерии разграждат тези растения, те превръщат част от азота в нитрити и нитрати, това са вещества, съдържащи азот, свързан с два или три кислорода и азотът се преобразува обратно в амоняк. Така че можем да се върнем, и да имаме бактерия, която ни връща към амоняка, или евентуално азотът се преобразува в нитрити и нитрати, след което е възможно да се преобразува отново до молекулярен азот, N2. Той след това се освобождава обратно в атмосферата. Така че той може да се получава... и както ти е известно, може да се съхранява и по други начини. Но по принцип това е моделът. Имаме тези елементи от съществено значение за живота, които нито просто изчезват, нито се появяват от нищото, те са в непрекъснат кръговрат в нашата биосфера. И азотът не получава толкова внимание като въглерода или кислорода, но е от съществено значение за живота. В действителност, ако се замислиш за отглеждането на растения, веднага възниква асоциацията за наторяване, благодарение на което растението ще порасне повече. Липсата на азот един вид ограничава развитието на едно растение, и повечето торове съдържат азот, а в друго видео ще говорим и за фосфора и за това, че наличието на фосфор и азот в почвата често определя скоростта на развитие на растенията. И знаем това, защото когато добавим повече азот или фосфор, когато добавим повече амоняк към почвата, растенията ще пораснат по-бързо.