Les êtres vivants ont besoin d'azote pour que leurs cellules fonctionnent et, de plus, nous sommes pratiquement imprégnés de cette substance puisque notre atmosphère est composée à 78 % d'azote gazeux.
Bien que l'azote se cache pratiquement partout, il n'est pas abondant dans la croûte terrestre et il est difficile pour les êtres vivants de capter l'azote atmosphérique et de l'utiliser à leurs fins. Les étapes du cycle de l'azote sont un peu comme un système de change, convertissant l'azote en différentes formes, certaines dont les plantes et les animaux peuvent utiliser, et d'autres non.
"L'azote constitue une partie importante des acides aminés, qui sont les éléments constitutifs des protéines et des acides nucléiques tels que l'ADN", explique Jessie Motes, titulaire d'un doctorat. candidat à l'Odum School of Ecology de l'Université de Géorgie, dans un e-mail. "En plus d'avoir besoin d'azote pour les protéines des plantes, c'est un composant principal de la chlorophylle, ce qui la rend cruciale pour la photosynthèse."
ContenuL’azote étant une ressource limitée sur cette planète, un atome d’azote ne passe pas beaucoup de temps à ne rien faire lorsqu’il se trouve sous une forme que les êtres vivants peuvent utiliser – les scientifiques appellent cet azote « fixe ». L'azote fixe est absorbé par les plantes, qui sont mangées par les animaux, qui mangent d'autres animaux, qui meurent, se décomposent et libèrent de l'azote dans l'écosystème pour que les bactéries ou les plantes y travaillent.
C'est le cycle d'un atome d'azote sur Terre, et son voyage commence soit très doucement, soit avec un énorme bruit.
Croyez-le ou non, la foudre et les bactéries sont principalement responsables de la transformation de l’azote atmosphérique en azote que les êtres vivants peuvent utiliser, dans le cadre d’un processus appelé fixation de l’azote. Azote atmosphérique (N2 ) est très stable, il faut donc une quantité incroyable d'énergie pour le convertir sous une forme différente.
Si vous vous êtes déjà demandé pourquoi vos plantes d'extérieur semblent plus heureuses après une pluie que lorsque vous allumez un arroseur, il y a une raison à cela :la foudre électrise l'azote atmosphérique (N2 ) et de l'eau (H2 O) pour les reconfigurer en ammoniac (NH3 ) et les nitrates (NO3 ).
Celui-ci tombe sur le sol sous forme de pluie, où les plantes l'aspirent et l'utilisent pour leurs processus biologiques.
À l’autre extrémité du spectre, la manière la plus courante dont l’azote est rendu disponible aux organismes est lorsque l’azote atmosphérique est fixé par des bactéries, dont certaines vivent librement dans le sol et dont d’autres entretiennent une relation symbiotique avec certaines espèces végétales. P>
Les légumineuses comme les pois, le trèfle et les arachides ont de petits nodules sur leurs racines qui attirent les bactéries qui convertissent l'azote atmosphérique tenace en ammoniac ou en ammonium, qui peut ensuite être utilisé pour alimenter la plante.
Ce processus est connu sous le nom de fixation biologique de l'azote et transforme l'azote organique en composés azotés inorganiques comme l'ammoniac et l'ammonium.
L'ammoniac présent dans le sol peut être utilisé directement par les plantes, mais c'est aussi la première étape du processus de nitrification, par lequel des bactéries spécialisées et des archées convertissent l'ammoniac en nitrite (NO2 ), puis le transmettre à un ensemble totalement différent de procaryotes qui oxydent davantage le nitrite en nitrate (NO3- ).
Ce processus est lent, mais c'est la façon dont l'azote est construit en tant que nutriment dans le sol et dans les environnements aquatiques et marins :les plantes terrestres, par exemple, peuvent absorber l'ammonium et le nitrate à travers leurs poils racinaires. Les organismes spécialisés dans la nitrification sont également importants dans le traitement des eaux usées municipales.
Tout ce qui vit finit par mourir, et l'azote qu'un organisme particulier utilisait lorsqu'il coassait est récupéré par des bactéries qui transforment le cadavre riche en azote en ammonium, qui peut être récupéré par les plantes et réutilisé.
Il est possible de reconvertir l’azote biodisponible en azote atmosphérique, et ce processus est appelé dénitrification. La nitrification est effectuée par des bactéries et des archées qui peuvent tolérer l'oxygène – tous les procaryotes ne le peuvent pas.
Dans le cas de la dénitrification, certaines bactéries anaérobies qui n'ont pas besoin d'oxygène convertissent le nitrate en azote gazeux, qui flotte dans l'atmosphère et devient difficile à obtenir jusqu'à ce qu'un éclair ou une bactérie astucieuse fixatrice d'azote vienne et enchaîne le gaz. l'azote dans le cycle de l'azote.
"Comme la plupart des processus naturels, les activités anthropiques perturbent le cycle de l'azote en raison des dépôts d'azote", explique Motes. "Une trop grande quantité d'azote peut entraîner une augmentation des émissions de protoxyde d'azote, un gaz à effet de serre, ainsi que l'eutrophisation, qui est une pollution par l'azote des sources d'eau."
Certaines des activités humaines contribuant aux dépôts d'azote comprennent :
