מחזור החנקן

מחזור החנקן הוא מסלול שבו החנקן נע בין צמחים, בעלי חיים, אצות, פטריות, חיידקים והאדמה. החנקן חשוב כי הוא מרכיב בסיסי של חלבונים, החומרים שבונים את הרקמות של יצורים חיים.

כמעט 78% מנפח האוויר הוא חנקן מולקולרי. חנקן מולקולרי, גז שלא זמין ישירות לצמחים, רוב היצורים לא יכולים להשתמש בו ופליטות החנקן נשארות באוויר. רק חלק קטן של החנקן הופך לצורה שצמחים יכולים לספוג, למשל ניטראט (NO3−). שינוי זה קורה בדרך לא ביולוגית, כמו ברקים והתפרצויות הרי געש, ובדרך ביולוגית על ידי חיידקים ואצות.

כמה חיידקים ואצות מסוגלים 'לקבע' חנקן. לקבוצות אלה יש אנזים הנקרא ניטרוגנז. אנזים, חלבון שמזרז תגובות כימיות, שביכולתו לשבור את הקשר החזק בין אטומי החנקן ולהפיק אמוניה. דוגמאות חשובות הן ציאנובקטריות (חיידקים כחולים), Rhizobia ו-Frankia. רובם נפוצים בסביבה מימית ובאדמה עשירה במיקרואורגניזמים.

הצמחים קולטים את החנקן ומייצרים ממנו חלבונים. בעלי חיים אוכלים את הצמחים ומקבלים את החנקן כחלק מהחלבון שלהם. כשהצמחים ובעלי החיים מתים, מיקרואורגניזמים מפרקים את החומר האורגני והחנקן חוזר למעגל.

ניטריפיקציה (חנקון) היא חמצון של אמוניה לאט־אט לניטראט. התהליך זקוק לחמצן ולכן מתרחש באדמה עם חמצן ונעשה על ידי חיידקי קרקע אירוביים.

אמוניפיקציה היא פירוק החנקן האורגני ברקבוביות כך שנוצרות אמוניה או אמוניום. את התהליך מבצעים מיקרואורגניזמים בקרקע, והוא מתרחש בנוכחות חמצן.

בדניטריפיקציה חיידקי קרקע אנארוביים (בלי חמצן) הופכים ניטראט בחזרה לחנקן מולקולרי. זה קורה כשהאדמה חסרה חמצן, והחיידקים משתמשים בניטראט כמקור חמצן לנשימתם.

מחזור החנקן מראה איך החנקן נע בטבע. הוא עובר בצמחים, בבעלי חיים, באצות, בפטריות, בחיידקים ובאדמה. חנקן חשוב כי ממנו בונים חלבונים. חלבון עוזר לבניית הגוף.

הרבה מהאוויר הוא חנקן. חנקן מולקולרי, גז שאינו מתאים ישירות לצמחים, לא יכול לשמש אותם כפי שהוא. רק חלק קטן מהחנקן נהפך לצורה שהצמחים יכולים להשתמש בה, כמו ניטראט. זה יכול לקרות בגלל ברקים או הרי געש.

גם חיידקים ואצות מסוימים יכולים לשנות חנקן. הם משתמשים באנזים שנקרא ניטרוגנז. אנזים, חלבון שמסייע לשבור קשרים כימיים, שעוזר לייצר אמוניה. דוגמאות חשובות הן ציאנובקטריות, Rhizobia ו-Frankia.

צמחים סופגים חנקן ועושים ממנו חלבון. בעלי חיים אוכלים צמחים ומקבלים חלבון. כשיצורים מתים, מיקרובים מפרקים אותם והחנקן חוזר למעגל.

ניטריפיקציה היא תהליך שבו אמוניה הופכת לניטראט. זה קורה רק אם יש חמצן.

אמוניפיקציה היא פירוק חנקן ברקבוביות. המיקרובים עושים אמוניה שאפשר להשתמש בה.

בדניטריפיקציה ניטראט חוזר להיות חנקן גזי. זה נעשה על ידי חיידקים בלי חמצן.