Frankia alni (Actinomycetales) образующая симбиоз с ольхой Наросты на корнях ольхи



Дата26.06.2017
өлшемі445 b.
#15561







Frankia alni (Actinomycetales) образующая симбиоз с ольхой

  • Наросты на корнях ольхи



Frankia alni (Actinomycetales)



Casuarina glauca – растение семейства буковых, вступает в симбиоз с азотфиксирующим актиномицетом Frankia







В каждом жгутиконосце постоянно обитают около 100 тысяч бактерий, относящихся к отряду Bacteroidales. Условное название «phylotype CfPt1-2»





Разные формы колоний Trichodesmium



По существующим оценкам экспорт азота из поверхностных вод океана составляет 420 Тг (1012 г) в год Приток за год: с речными водами – 80 Тг с пылью и осадками – 60 Тг из глубинных вод (апвеллинги) – 90 Тг за счет азотфиксаторов – 140 Тг В сумме – 370 Тг N в год НЕ ХВАТАЕТ 50 Тг



Планктонная сеть и видеопланкторекордер

  • По данным видеопланкторекордера суммарная азотфиксация в океане в 2.7-7.0 раз выше, чем предполагалось ранее







Распределение пыли (г/м2 в год), приносимой ветрами из Сахары, пустынь Аравийского полуострова и Центральной Азии. С пылью поступает железо!







Распределение интенсивности азотфиксации (микромоль N2/м2 в год) по акватории Мирового океана. Азот связывается там, где интенсивно идет денитрификация



Растения потребляют азот из почвы или воды в основном в форме нитратного (NO3-) и аммонийного (NH4+ ) ионов. В ходе ассимиляции используется растениями для построения аминокислот, белков и нуклеиновых кислот и др.



Redfield ratio (соотношение числа атомов в веществе океанического планктона) C : N : P 106 : 16 : 1



Средние значения отношения числа атомов углерода к азоту и углерода к фосфору в веществе фитопланктона, высшей водной и наземной растительности, а также в телах водных и наземных животных-фитофагов (по: Elser J.J., et al., 2000, с добавлениями).







Животные получают азот с пищей. В процессе метаболизма животных происходит диссимиляция веществ, содержащих азот Продукты выделения у водных животных: как правило аммиак и мочевина CO(NH2)2 а у наземных животных – мочевая кислота C5H4N4O3



Аммонификация – перевод азота из органической формы в аммоний (NH4+ ) или аммиак NH3 реакцию осуществляют бактерии аммонификаторы (аэробы и анаэробы)



Аммоний (NH4+ ) и аммиак NH3 - потенциальные доноры электронов



Нитрификация – окисление аммония (NH4+ ) до нитрита (NO2-), а потом до нитрата (NO3-)



Нитрификация открыта Сергеем Николаевичем Виноградским: в 1887 (идея) в 1890 (доказательства)



I фазу (NH3+ → NO2-) проводят бактерии рода Nitrosomonas, II фазу (NO2- → NO3-) бактерии рода Nitrobacter



Денитрификация – восстановление нитрата NO3- до свободного молекулярного азота N2 При этом окисляются органические вещества (углеводы, спирты, органические кислоты). Процесс энергоемкий



Денитрификация возможна только в анаэробной среде (свободный кислород – более выгодный окислитель) Пример: окисление глюкозы, сопровождающееся восстановлением нитрата 5C6H12O6 + 24KNO3 → 24KHCO3 + 12N2 + 18H2O



Схема преобразований азота в ходе денитрификации: NO3− → NO2− → NO → N2O → N2



Из: Davidson et al., Testing a conceptual model of soil emissions of nitrous and nitric oxides // BioScience. 2000. V.8. P 667-680

  • NO3− → NO2− → NO → N2O → N2





Возрастание содержания СО2 ведет к эмиссии N2O и CH4



Денитрификация стала возможной только после появления в достаточном количестве нитритов, а их образование требовало наличия в среде свободного кислорода. Т.е. всё это могло происходить не ранее, чем 2.4 млрд лет тому назад



Способность к денитрификации возникала в эволюции не один раз: она свойственна представителям разных неродственных групп бактерий, оказавшихся в среде, где нет свободного кислорода, но есть нитраты



«Нитратное дыхание» фораминифер предполагалось ещё в 1991 г., но было обнаружено только в 2006 Risgaard-Petersen N., Langezaal A., Ingvardsen S. et al., 2006. Evidence for complete denitrification in a benthic foraminifer // Nature. 2006. V. 443. P. 93-96













  • Анаэробное окисление метана с помощью нитрата

  • (процесс открыт в 2006 г.)

  • 5CH4 + 8NO3– + 8H+ →

  • → 5CO2 + 4N2 + 4H2O







Превращения азота при сжигании ископаемого топлива в воздухе



Загрязнение атмосферы оксидами азота ведёт к повышению продуктивности лесов (Magnani et al., Nature. 2007. V. 447. P. 849-851)



Высокогорные растения могут добывать азот из снега с помощью специальных «снежных корней»









Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2023
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет