دورة النيتروجين

إذا كنتم تريدون الفوز بمسابقة القفز اليوم، فعليكم أكلُ الجزر لتحصلوا على الكثير من الطاقة. يحتاج الجزر إلى ضوء الشمس وثاني أكسيد الكربون والماء لينمو. لكنه أيضا يحتاج إلى المغذيات. إثنان من أهم المغذيات هما النيتروجين والفوسفور. مايكل لديه بعض طعام النبات الذي يمكنه استخدامه كسَماد لنبات الجزر. السَّماد يحتوي على النيتروجين، ولكن لماذا يجب إضافته إذا كان الهواء معظمه يتركب من غاز النيتروجين؟ إننا محاطون بالكثير والكثير من النيتروجين، لكن نقص النيتروجين هو ما يحُد من مدى نمو النبات عادة! كيف ذلك؟ هذا بسبب أن النيتروجين في الهواء لا يمكن للنبات أو الحيوان استخدامه مباشرة. لكن هناك طريقة يصبح بها جزء من دورة بيولوجية. ليكون مفيدا للنبات والحيوان، على النيتروجين أن يتركب إلى مركبات مختلفة للنيتروجين. هذه العملية تسمى بتثبيت النيتروجين، وتتطلب الكثير من الطاقة. هناك نوع معين من البكتيريا في التربة والماء، يمكنها تثبيت النيتروجين من الهواء عن طريق تشكيل أيونات الأمونيوم، وبعدها يمكن تحويل أيونات الأمونيوم إلى مركبات نيتروجين أخرى مثل النترات، أيضا بفعل البكتيريا. البكتيريا المثبتة للنيتروجين في التربة توجد عادة في جذور النباتات البقولية، والبكتيريا المثبتة للنيتروجين في البحر تسمى الزراقم. يمكن تثبيت النيتروجين بواسطة البرق الذي يجعل نيتروجين الهواء يتفاعل مع الأكسجين. هذا يُنتج أكاسيد النيتروجين التي يمكن تحويلها إلى نترات. حالما يأخذ النيتروجين شكل المركبات المختلفة، فيمكن امتصاصه بواسطة النبات وبنائه في حمضه النووي وبروتيناته. يتغذى الحيوان على النبات. يعود النيتروجين إلى التربة من خلال فضلات الحيوانات… أو عندما يموت النبات أو الحيوان. تُحلل الفطريات والبكتيريا النباتات والحيوانات الميتة، فيتحول النيتروجين المرتبط بها إلى الأمونيوم. تمتص هذا الأمونيوم نبتة أخرى… أو يتحول إلى نترات. يمكن لبكتيريا أخرى أن تحول أيونات النترات إلى غازَي النيتروجين والأكسجين ثانية، وهذه هي الطريقة الوحيدة التي يمكن للنيتروجين أن يعود بها إلى الهواء. تسمى هذه العملية بنزع النيتروجين، وهي طريقة تُوَلد بها البكتيريا الطاقة في أماكن نقص الأكسجين مثل المستنقعات. دورة النيتروجين تبدو هكذا. نيتروجين الهواء مثبت في مركبات الأمونيوم أو النترات التي يمكن أن تُبنى في النبات أو الحيوان. يعود النيتروجين إلى التربة من خلال فضلات الحيوانات أو موتها حيث يمكن امتصاصه ثانية. ويمكن أن تتحول بعض أيونات النترات إلى غاز النيتروجين ثانية بفعل بكتيريا أخرى. إذا مايكل، ترى الآن لماذا قد يحتاج الجزر للمزيد من النيتروجين لينمو جيدا.