همزیستی گیاه با تثبیت کننده های نیتروژن
نیتروژن و چرخه نیتروژن:
اتمسفر منبع اصلی نیتروژن است. زیرا نیتروژن گازی N2 حدود 78% اتمسفر را به خود اختصاص می دهد.
البته اغلب موجودات زنده قادر به استفاده از این شکل نیتروژن در سنتز آمینواسیدها و سایر ترکیبات محتوی نیتروژن نبوده و به اشکال دیگر واکنش پذیر موجود در خاک مانند آمونیوم و نیترات وابسته هستند.
متاسفانه این اشکال به فراوانی شکل گازی نیتروژن نیستند .
به فرایندهایی که به واسطه آن ها این منبع محدود نیتروژن همواره در تمامی موجودات زنده سرتاسر جهان در جریان است ، چرخه نیتروژن می گویند.
بخش غالب نیتروژن خاک از مواد آلی پیکره موجودات مرده و به شکل مولکول های پیچیده ای مانند اسیدهای نوکلئیک و نوکلئوتیدها مشتق می شود.این ترکیبات نیتروژنی سریعا توسط باکتری ها و قارچ های تجزیه کنده خاک تجزیه می شوند.
این جانداران نیتروژن را در قالب ساختارهای آمینواسیدها و پروتئین ها قرار داده و نیتروژن اضافه را طی فرایند آمونیفیکاسیون یا معدنی سازی نیتروژن به شکل یون های آمونیوم آزاد می کنند.
درمحیط های قلیایی نیتروژن ممکن است به گاز آمونیاک تبدیل شود. البته معمولا چنین تبدیلی تنها هنگام تجزیه مقادیر بالای ترکیبات غنی از نیتروژن مثل توده های کودی در معرض تماس با اتمسفر انجام می گیرد.
تثبیت نیتروژن
تثبیت نیتروژن مهم ترین عامل تجدید نیتروژن است. فرایندی که از طریق احیای نیتروژن اتمسفر N2 به آمونیوم NH4 می باشد. این فرایند تنها توسط باکتری های خاصی قابل انجام است.آنزیم نیتروژناز این واکنش را کاتالیز می کند.
این آنزیم نیازمند مقادیر بالای ATP به عنوان منبع انرژی بوده و فرایند متابولیکی پرخرج می باشد.
این باکتری ها شامل انواع دارای زندگی آزاد ( غیر همزیست ) و انواع دارای زندگی همزیست هستند.
ریزوبیوم ها و سیانوباکتری ها دو نوع باکتری تثبیت کنده نیتروژن هستند .
ریزوبیوم ها هتروتروف بوده و قادر به سنتز موادآلی نیستند ولی سیانوباکتری ها فتوسنتز کننده هستند.
*********************************************
تثبیت نیتروژن (nitrogen fixation) یعنی تبدیل نیتروژن مولکولی به یون آمونیوم.
در صورتیکه اکسیداسیون یون آمونیوم به نیترات ( Nitrification) شوره گذاری نامیده می شود .
*******************************************
شوره گذاری :
تبدیل آمونیاک به نیترات فرایند شوره گذاری است .
این فرایند در دو مرحله انجام میشود .
۱.تبدیل آمونیاک به نیتریت که باکتریهای شیمیوسنتزکننده نیتروزوموناس انجام می شود. این باکتری ها مسئول اصلی اکسیداسیون آمونیوم به یون های نیتریت هستند.
2 -مرحله دوم آن که توسط باکتری نیترو باکتر انجام می شود. این باکتریها با انجام فرایندی انرژی زا موجب اکسیداسیون نیتریت به نیترات می شوند.
*****************************************
تصویر : نکات مهم و جمع بندی مطلب به صورت کتاب نوشته
فایل 2 : تصویر گیاه گونرا با برگ های بزرگ
Gunnera magellanica
فایل 1: واکنش های شوره گذاری -ریزوبیوم ها در گرهک ها
