Nitrogens kredsløb
Nitrogens kredsløb er kompliceret. Det skyldes, at nitrogen indgår i flere uorganiske forbindelser. De vigtigste er ammoniak (NH
3), ammonium(NH
4+), frit nitrogen (N
2) , nitrit (NO
2-) og nitrat (NO
3-).
Autotroferne optager nitrogen på uorganisk form enten som nitrat eller ammonium. Begge næringssalte er letopløselige i vand, og de optages af landplanterne via deres rodnet i jorden. Autotroferne bringer ved biosynteser det uorganisk bundne nitrogen over på organisk form f.eks. som planteproteinstof. Dette organisk bundne nitrogen kan nu føres videre i græsningsfødekæden, idet man kunne forestille sig, at planten blev spist af en ko. Planteproteinet bliver efter fordøjelsen nu optaget som aminosyrer, ud fra hvilke koen så opbygger sit eget protein. Således kan det organisk bundne nitrogen føres gennem fødekæden til topkonsumenten. Nedbryderkæden tilføres ligeledes organisk bundet nitrogen fra såvel primærproducenter som konsumenter, når disse dør. Dette organisk bundne protein mineraliseres i forbindelse med nedbrydernes normale aerobe stofskifte til ammoniak, dvs. bringes tilbage på uorganisk form (processen kaldes en ammonifikation).
Den dannede ammoniak er såvel i jord som i vand i kemisk ligevægt med ammonium, der igen kan optages af de grønne planter, hvorved et simpelt kredsløb opstår. Ammoniak er en luftart, der derfor kan fordampe til atmosfæren, Størstedelen af den dannede ammoniak omdannes dog bakterielt under aerobe forhold til nitrat (denne proces kaldes nitrifikation). Nitrifikationen foregår i to trin, idet nitritbakterier (Nitrosomas) først oxyderer ammoniak til nitrit, hvorefter nitratbakterier (Nitrobacter) overtager og oxyderer nitrit videre til nitrat. Disse stofskifteprocesser kræver alle aerobt miljø. Bakterierne får ved disse oxydationsprocesser selv energi ud af det. Det anvendes til at opbygge organisk stof ud fra uorganisk stof, altså en autotrof levemåde (kemosyntese). Den herved dannede nitrat optages så igen af autotroferne, og et nyt og lidt større kredsløb er afsluttet.
Under anaerobe forhold følger nitrat en anden vej i kredsløbet. Specielle bakterier (Micrococcus), der findes i såvel vand som på land, anvender den kemisk bundne oxygen i nitrat-ionen i mangel på frit oxygen til at oxydere organiske stoffer. Herved skaffer de sig energi til livsprocesserne. Processen kaldes nitratrespiration (eller denitrifikation). Glucose nedbrydes fuldstændigt uden brug af frit oxygen, og der dannes som spildprodukt frit nitrogen, der som luftart tilføres atmosfæren. Atmosfærens store indhold af nitrogen (79%) udgør dette kredsløbs store depot.
Der er meget få organismer, der er i stand til at udnytte denne enorme nitrogenmængde, dvs. bringe den uorganiske forbindes N
2 over på organisk form. Processen kaldes nitrogenfiksering (kvælstoffiksering), og kan kun udføres af visse primitive aerobt levende bakterier og blågrønalger oftest i symbiose med planter. Ud over denne biologiske nitrogenfiksering finder også en meteorologisk fiksering sted, idet elektriske udladninger i atmosfæren såsom lyn omdanner N
2 til forskellige nitrogenoxider, der i atmosfæren let omdannes til salpetersyre HNO
3, der med regnen tilføres jord og vand, hvor nitrat så dannes.
Mennesket foretager ligeledes en industriel nitrogenfiksering, idet luftens frie nitrogen industrielt oxyderes til nitrat, der som kunstgødning tilføres markerne (i øvrigt sammen med gylle, der er meget rig på organisk bundet nitrogen).
Husk at BioLex findes på bogform med mere end 1500 stærk reviderede opslagsord. Læs mere ved at klikke her.
