Когда дело доходит до азота, "фиксация" — это ключ

Открытие за последнее десятилетие новых групп микроорганизмов, способных использовать различные формы азота, заставляет пересмотреть наши знания об азотном цикле. Об этом в своей статье-мнении для журнала Science пишут Клэр Хорнер-Девин из Вашингтонского университета и Адам Мартини из Калифорнийского университета в Ирвайне. Они утверждают, что новые данные о микробных путях преобразования азота, ключевых организмах и популяционной динамике бросают вызов традиционным моделям цикла.

Понимание экологических факторов, контролирующих фиксацию азота и его круговорот, критически важно для оценки реакции этих процессов на такие изменения, как глобальное потепление, окисление океана и появление мертвых зон в прибрежных водах. Азот в форме соединений, таких как аммиак и нитраты, необходим для построения аминокислот и белков. Хотя газообразный азот составляет более трех четвертей воздуха, он недоступен для живых организмов в этой форме и должен быть "зафиксирован" — расщеплен и связан с другими химическими веществами.

Современные исследования показывают, что способность окислять аммиак и фиксировать азот распространена среди бактерий и архей гораздо шире, чем считалось ранее. Например, в середине 1990-х были обнаружены микробы, окисляющие аммиак в бескислородных средах. С начала 2000-х стало ясно, что археи вносят существенный вклад в нитрификацию как в океанах, так и на суше. Также изучаются цианобактерии как агенты фиксации азота.

Как пишут авторы, «открытие того, что такие разные группы вовлечены... в азотный цикл, требует переоценки допущений, используемых в биогеохимических моделях и полевых экспериментах». Кроме того, для понимания глобального цикла необходимо учитывать экологическую динамику микробных сообществ, поскольку их дисбаланс может приводить к сбоям в процессах нитрификации.