Nitrogen syklus og dens betydning

Nitrogen syklus og dens betydning

inn i nitrogenkretsløpet

Nitrogensyklusen er en av de grunnleggende biogeokjemiske syklusene som er avgjørende for å opprettholde økosystemet på jorden. Gjennom denne syklusen blir nitrogen brukt og resirkulert. Dette er kritisk fordi nitrogen er et av de viktigste elementene for alle organismers liv og vekst.

Rollen til nitrogen

Nitrogen er en viktig byggestein i livet. Det er nødvendig for å danne aminosyrer, som er grunnlaget for proteiner. Nitrogen er også essensielt for dannelsen av nukleotider, som igjen er byggesteinene i DNA og RNA, det vil si arvestoffet vårt. Nitrogen spiller også en avgjørende rolle i dannelsen av klorofyll, som er nødvendig for fotosyntese i planter.

Til tross for den enorme mengden nitrogen i atmosfæren – omtrent 78 % av det er nitrogengass (N2) – kan ikke de fleste liv bruke dette nitrogenet direkte. Dette er fordi nitrogenatomene i N2 er sterkt bundet sammen med en trippelbinding. Å konvertere eller "fikse" dette atmosfæriske nitrogenet til en brukbar form krever derfor en betydelig mengde energi.

Nitrogenfiksering

Nitrogenfiksering er prosessen der atmosfærisk nitrogen omdannes til brukbare nitrogenforbindelser av spesialiserte mikroorganismer - kalt nitrogenfiksere. Disse mikroorganismene er vanligvis bakterier som lever enten fritt i miljøet eller i en symbiose (en type partnerskap) med planter.

Nitrogenfiksering skjer ved å omdanne N2 til ammoniakk (NH3), som er ekstremt energikrevende. Denne prosessen er muliggjort av enzymet nitrogenase, som har evnen til å bryte den sterke trippelbindingen i N2. Så snart nitrogen er tilgjengelig i denne formen, kan planter omdanne det til aminosyrer og bruke dem til å danne proteiner.

Nitrogensyklusen i detalj

Nitrogenkretsløpet består av flere sammenvevde prosesser som skjer kontinuerlig i naturen. I tillegg til nitrogenfikseringen som allerede er nevnt, inkluderer disse nitrifikasjon, denitrifikasjon og ammonifikasjon.

Nitrifikasjon

Nitrifikasjon er en to-trinns prosess der ammoniakk (NH3) omdannes til nitrat (NO3-). Denne omdannelsen utføres også av bakterier. I første trinn omdannes ammoniakk til nitritt (NO2-) og i andre trinn til nitrat. Nitrat er den foretrukne nitrogenkilden for mange planter.

Ammonifikasjon

Ammonifisering er prosessen der død biomasse omdannes til ammoniakk eller ammonium av sopp og bakterier. Dette skjer vanligvis i jorda og er en viktig kilde til nitrogen tilgjengelig for planter.

Denitrifikasjon

Denitrifikasjon er det motsatte av nitrifikasjon og nitrogenfiksering. Dette er prosessen der nitrat omdannes tilbake til atmosfærisk nitrogen av mikroorganismer under oksygenfattige forhold. Denne prosessen kan skje i oksygenfattig jord og vann og resulterer i at nitrogen går tapt fra økosystemene og slippes tilbake til atmosfæren.

Menneskelig påvirkning på nitrogenkretsløpet

Mennesker har betydelig påvirket den naturlige nitrogensyklusen gjennom en rekke aktiviteter. Spesielt industriell utvinning av nitrogen for produksjon av gjødsel og forbrenning av fossilt brensel har ført til at tidligere bundet nitrogen nå kommer ut i miljøet som reaktivt nitrogen.

Overbefruktning

Produksjonen og overdreven bruk av gjødsel frigjør en stor del av dette reaktive nitrogenet til miljøet. Dette kan føre til overgjødsling og dermed eutrofiering av vannforekomster. Dette betyr at for mye næringsstoffer slippes ut i vannet, noe som akselererer veksten av visse planter og alger kraftig. Når disse plantene og algene dør, fører forfallet deres til mangel på oksygen i vannet – med ødeleggende konsekvenser for livet i havet.

Slutt

Nitrogensyklusen er en biologisk og kjemisk kompleks prosess som er avgjørende for livet på jorden. Uten nitrogenkretsløpet ville ikke de essensielle nitrogenforbindelsene som alle livsformer krever, vært tilgjengelige. Likevel er det viktig at vi koordinerer våre aktiviteter for ikke å sette den naturlige balansen i denne syklusen i fare. Vår forståelse av nitrogensyklusen og dens betydning er derfor avgjørende for å opprettholde mangfoldet av liv på planeten vår.