窒素循環とは何ですか?

窒素循環は、大気中の窒素が植物や動物が使用できる形に変換されるプロセスです。 これは細菌の作用によって起こり、20世紀に人間の活動が始まります。 窒素が使用可能な形に変換されると、固定されたと言われ、植物や藻類は窒素をアミノ酸、タンパク質、およびデオキシリボ核酸(DNA)に取り込みます。 動物は植物から窒素含有化合物を取得するため、窒素サイクルは地球上のすべての生命に不可欠です。 生物が死ぬと、他の種類のバクテリアがこれらの物質の窒素を放出して大気中に戻し、サイクルを完了します。

N 2の形では、窒素が地球の大気の約80%を占めています。 この形態の窒素は、それらに依存する植物や動物では使用できません。細菌は、N 2をアンモニア(NH 3 )およびアンモニウムイオン(NH 4 +)に変換するために必要です。 硝化と呼ばれるプロセスで、土壌細菌はアンモニアを硝酸イオン(NH 3 )に変換します。 窒素固定として知られる窒素循環のこの部分により、植物はすべての動物の生命が依存しているアミノ酸やその他の窒素含有化合物を生産することができます。 落雷や一部の非生物化学プロセスによって、毎年非常に少量の固定窒素が生成されます。

窒素循環を完了するために、死んだ植物や動物の有機物は別のクラスのバクテリアによって分解されます。 固定窒素を放出するこのプロセスは、脱窒と呼ばれます。 窒素は、N 2の元の形で、またはアンモニアとして大気中に再進入します。

重要な科学的発見により、人間はバクテリアが生成する利用可能な窒素に依存する必要がなくなりました。 これにより、合成窒素ベースの肥料が生まれました。これは、農業でかなりの数の世界の人々を養うために大きく依存しています。 このように、人間は窒素循環の重要な部分となっています。 環境に存在する固定窒素の50%が人間の活動のために存在すると推定されています。

一部の動植物は、窒素固定細菌と特別な関係があります。 いくつかの植物、特にマメ科植物の根は根に根粒があり、そこでバクテリアが窒素を生成し、植物が直接使用できます。 その見返りに、バクテリアは植物から有機物質を取得し、それを食物として使用します。 牛や水牛などの一部の動物は、消化管内に窒素固定細菌も保有しており、動物が必要とする相当量の窒素含有化合物を生成します。

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