Бакерии, поглощающие азот

Азот - важное звено в жизни планеты, но планета плати высокую цену за азотные удобрения, применяемые людьми.

Азотные удобрения, вымываемые с полей в реки и озера, приводят к резкому зацветанию водоёмов, и, как следствие, к так называемым кислородным взрывам. Подобное случилось на площади более 400 тыс. квадратных километров в Мексиканском проливе. Более того, закись азота усиливает парниковый эффект.

Однако современные исследования бактериологов вселяют надежду в сложившуюся ситуацию. Одна из разновидностей бактерии, живущей внутри бобовых плодов способна значительно снижать негативные эффекты применения азотных удобрений

Был обнаружен симбиоз между бобовыми растениями и бактериями, живущими в их плодах. В плодах находятся специальные протеиновые фиксаторы, среда для развития бактерий. Бактерии, в свою очередь, фиксируют в плодах азот, который они фильтруют из воздуха.

Фиксированный в плодах азот через внутреннюю распределительную систему растений попадет в почву, в корневую систему и становится удобрением. Удивительно что за сотни лет использования бобовых культур во многих странах мира не была найдена причина их столь сильной зависимости от азота. Теперь, зная особенность усвоения азота мы можем применить эти знания для фиксации азота из воздуха.

Теперь перед учеными стоит задача определения генетического сигнала, служащего своеобразными приказом для бактерий усваивать азот. Без этого генетического сигнала усвоения и фиксации азота не происходит.

Бактерии со схожими свойствами уже найдены в горохе, люцерне и клевере. Эти бактерии также способствуют активному усвоению атмосферного азота и передаче его корням. Все бактерии отличает наличие специальных энзимов, служащих своего рода катализаторами процесса. Только бактерии содержат этот энзим, ни один другой вид живущих на земле организмов не способен усваивать атмосферный азот.

Вышеперечисленные особенности часто использовались агрономами для обогащения азотом бедных почв - на них высаживались бобовые культуры, культивировавшиеся на протяжении долгого времени и насыщавшие землю азотом.

Однако пока активному внедрению бактерий в другие виды растений мешает множество побочных неизвестных факторов. Ученые на протяжении долгого времени пытались внедрить бактерии в различные виды растений, но каждый раз терпели неудачу.

Решением проблемы может быть генетическое изменение бактерий, приспособление их к жизни в новых для них условиях, в новых видах растений. Второй путь - выделение энзимов, способных поглощать азот и внедрение этих энзимов в другие бактерии, близкие по виду.

Оба этих пути являются весьма сложными, и ученые пока находятся лишь в начале изучения азотопоглощающих бактерий. Однако уже сейчас можно сделать вывод о высочайшей полезности данных исследований для сельского хозяйства.