Как бактерии открывают азотную «банку»
Чтобы использовать атмосферный азот, бактериям нужно разорвать прочную связь между двумя атомами в молекуле N₂. Это делает фермент нитрогеназа: с затратой энергии он превращает газообразный азот в аммиак, который в почве обычно переходит в форму аммония. Корни могут усваивать этот азот и включать его в вещества, необходимые для роста.
Такое превращение называют фиксацией азота. Оно требует не только энергии, но и подходящих условий: кислород мешает работе нитрогеназы.
Обмен под землёй
Особенно наглядно процесс устроен у бобовых — например, гороха и фасоли. На их корнях образуются небольшие узелки, где живут бактерии. Растение снабжает соседей сахарами, полученными при фотосинтезе, а бактерии передают ему соединения азота. Внутри узелка условия помогают защитить работу нитрогеназы от избытка кислорода.
Не всякая фиксация происходит в симбиозе с растением: некоторые бактерии живут свободно в почве. Но в обоих случаях они переводят азот из воздуха в форму, которая может попасть в живую ткань и затем вернуться в почву с остатками растений.
Поэтому бобовые способны обогащать почву азотом: дело не в том, что корни поглощают газ из воздуха, а в работе их микроскопических партнёров. Именно этот невидимый обмен помогает объяснить, почему бобовые важны и в природных сообществах, и в земледелии.
