У природы обнаружился запасной план превращения азота в питательные вещества
Москва, 19:19, 12 Ноя 2019, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Ученые из Принстонского университета предположили, что природа использует более широкий ассортимент металлов для фиксации азота. Ранее эта роль отводилась преимущественно молибдену.
Азот необходим живым организмам. Но они не могут использовать элемент в чистом виде – его необходимо превратить в аммиак. Процесс осуществляют микроорганизмы, имеющие белок нитрогеназу с богатым металлом ядром. Существующие исследования сосредоточены на структуре с молибденом, сообщает eurekalert.org. Но дефицит элемента в почве заставил опасаться за ее способность преобразовывать азот. Ученые из Принстонского университета обнаружили, что процесс запускают и другие металлы.
Выводы команды представлены в журнале PNAS.
Специалисты исследовали полосу канадской тайги, длиной 600 км. Они обнаружили, что фиксацию азота может катализировать ванадий, особенно – в северных регионах с ограниченными поступлениями элемента.
«Проект заставляет переосмыслить понимание того, как микроэлементы управляют азотным статусом экосистемы и ее плодородностью, — сказала Синьнин Чжан. – Необходимо больше узнать о процессе. Проект уже показал, что мы можем сильно недооценивать поступление азота в тайгу с помощью фиксации».
По словам первого автора, Ромена Дарнажу, исследование подтверждает давнюю гипотезу о существовании разных металлических версий нитрогеназы. Ученые обнаружили, что ванадий использовался для фиксации азота только в регионах с низкими уровнями молибдена.
«Похоже, природа развила дополнительные методы обеспечения плодородности экосистем, — сказал Дарнажу. – Каждый шаг азотного цикла включает фермент, требующий определенных металлических микропримесей. Обычно ученые фокусируются на молибдене и железе. Но оказалось, существует ванадиевая гидрогеназа, чей вклад долго игнорировали».
Исследование предполагает, что ученые недооценивали потребности растений в азоте. Тайга помогает бороться с глобальным потеплением, захватывая атмосферный углерод. Несмотря на редкие посещения, человеческая активность может сильно навредить северным лесам за счет загрязнения воздуха металлами, вроде молибдена и ванадия.
Проект поможет создать более точные климатические модели, уверены авторы.
