9 ヒトを取り巻く環境(3):生態系(5)

炭素(C)の移動は、

グルコースに置き換えればわかりやすかったですね。

窒素(N)の移動では、

分解者(の中でも特定の菌)が主役になりますよ。

 

まず確認。

大気中には窒素(N₂)がたくさんありますが、

植物や動物はこれを直接使うことはできません。

使えるのは、土壌中のアンモニウムイオン(NH₄+)や

硝酸イオン(NO₃-)です。

植物はこれらのイオンを根から取りこんで、

アミノ酸を作ります。

アミノ酸にはアミノ基(-NH₂)がありましたね。

無機物のアンモニウムイオンや硝酸イオンから

有機物のアミノ酸に窒素のNが移動したことが分かります。

これを「窒素同化」といいます。

アミノ酸はタンパク質の材料で、

いろいろなもののもとになっていることは

(ヒトについてですが)おはなしが終わっていますよ。

 

「え?植物にも消化酵素?」なんて思ってはいけませんよ。

細胞膜には膜タンパク質が必要でしたし、

ATPを作るときにも酵素による触媒効果が必要でしたよね。

 

植物が作ったアミノ酸(タンパク質)は、

一次消費者に食べられることで移動していきます。

消化・吸収されて一次消費者に取り込まれ、

二次消費者に食べられて…この辺りは炭素の移動と同じ。

 

そして植物や動物の枯死体・遺骸、排泄物は分解者が分解。

ここで出来るのはアンモニウムイオンです。

植物はアンモニウムイオンを取り込むことができますが、

本音は「…硝酸イオンのほうがいいな…」です。

そんな硝酸イオンを作るのが、「硝化菌」と呼ばれる一群。

硝化菌はアンモニウムイオンを硝酸イオンに変えます。

植物は大喜びで硝酸イオンを取り入れ…

あとは窒素同化のおはなしにつながりますね。

 

窒素の流れは、今おはなしした循環だけではありません。

大気中の窒素も巻き込んだ循環もありますよ。

ここでは先程出てきた硝化菌がスタート。

硝化菌の作った硝酸イオンは、

全部が植物の根から吸収されるわけではありません。

一部は脱窒素細菌の働きで、気体の窒素(N₂)に変わります。

この「脱窒素細菌が気体の窒素を作ること」を「脱窒」といいます。

気体になった(大気中の)窒素はそれで終わりかというと…

そんなことはありません。

大気中の窒素をもとにアンモニウムイオンを作る根粒菌がいます。

 

 

根粒菌は主にマメ科の植物の根に共生しています。

「根粒菌を根に住ませておけば、

土壌中にアンモニウムイオンや硝酸イオンがなくても

窒素を取り入れることができるから仲良くしておこう…」ですね。

この根粒菌の「大気中窒素をアンモニウムイオンにする働き」を

「窒素固定」と呼びます。

 

あとは植物が食べられ(もしくは枯れ)ると

分解者のおかげでアンモニウムイオンができ、

さらに硝化菌が硝酸イオンに変えていく…。

これで大気中の窒素も含めた大きな循環が完成です。