AZOTOFIKSACIJA

UVOD. Azot se u atmosferi nalazi u velikim količinama (oko 80%). Kruženje azota je jedan od osnovnih bioloških ciklusa u procesu kruženja materije i odvija se u više etapa. Prva karika u azotnom ciklusu je vezivanje molekularnog azota. Sposobnost vezivanja, odnosno fiksacije atmosferskog azota razvile su samo pojedine bakterije, pojedini predstavnici razdela Cyanoprocaryota i predstavnici nekih rodova carstva gljiva. Sposobnost azotofiksacije je određena postojanjem izvesnog broja gena koji se označavaju kao Nif geni (prema engleskom nazivu - nitrogen fixation genes), odnosno kao geni fiksacije azota. Ispitivanja su pokazala da je sinteza glutamina kontrolno mesto za prepisivanje Nif gena, odnosno da to određuje sintezu sastojaka koji učestvuju u fiksaciji azota.
MODROZELENI PROKARIOTI. Biljkama je azot neophodan za sintezu proteina, pa ga one najčešće koriste u vidu nitrata iz zemljišta i vode, jer nemaju sposobnost da vežu atmosferski azot. U zemljištu se azot nalazi vezan u obliku nitrata, a prevođenje azota u nitrate vrše već pomenuti organizmi, među kojima su modrozeleni prokarioti. Modrozeleni prokarioti su jedini organizmi koji su u stanju da obavljaju fotosintezu, fiksaciju azota i izdvajanje kiseonika. Ovo je moguće pošto se fiksacija azota obavlja u odvojenim ćelijama koje se nazivaju heterocisti. U njima je fotosistem II degradiran. U toplijim krajevima imaju značajno mesto u održavanju plodnosti zemljišta. Među njima, sposobnost vezivanja azota imaju pojedini predstavnici redova Nostocales i Stigonematales. Primenom metoda čistih kultura, metoda uvođenja i praćenja radioaktivnog N2 (izotop 15) ustanovljeno je da preko 120 vrsta modrozelenih prokariota može da fiksira atmosferski azot. Pojedini predstavnici žive na pirinčanim poljima u tropskoj zoni. Vrsta Mastigocladus laminosus živi u toplim izvorima. Međutim, pored usko rasprostranjenih azotofiksirajućih modrozelenih prokariota postoje i široko rasprostranjeni predstavnici, poput pojedinih vrsta iz rodova Nostoc i Anabaena koje žive u vodi i najrazličitijim tipovima zemljišta svih klimatskih zona. Većina azotofiksirajućih modrozelenih prokariota naseljava slatke vode i zemljište, dok je u slanoj vodi, do sad, otkriveno samo šest vrsta.

SIMBIOZA. Modrozeleni prokarioti koji se odlikuju sposobnošću vezivanja slobodnog azota žive samostalno ili kao simbionti u zajednici sa bakterijama, gljivama ili biljkama. Pojedini predstavnici se nalaze kao fotobionti u lišajima, a najčešće su vrste rodova Nostoc i Anabaena. U pojedinim vrstama vodenih paprati iz roda Azolla nalaze se kao simbionti vrsta Anabaena azottae. S obzirom da se ova vrsta alge odlikuje brzim vezivanjem slobodnog azota to se on za kratko vreme nagomila u znatnim količinama u telu paprati, pa se ova paprat koristi kao dobro prirodno đubrivo.

FAKTORI. Na proces azotofiksacije utiču spoljašnji (ekološki) faktori. Većina modrozelenih prokariota fiksira azot u prisustvu svetlosti, dok je mnogo manji broj onih koji mogu da žive u mraku i da, pri takvim uslovima života, usvajaju atmosferski azot. Od spoljašnjih faktora koji su značajni za proces azotofiksacije, pored svetlosti i hemijskog sastava podloge, važno mesto pripada temperaturi i vlažnosti. Međutim, treba istaći da je proces fiksacije molekulskog azota uslovljen ne samo delovanjem ekoloških faktora, već i stanjem samog organizma, odnosno od stadijuma razvića alge.

ZNAČAJ. Značaj i uloga azotofiksirajućih modrozelenih prokariota u prirodnim uslovima ogleda se u obogaćivanju zemljišta azotnim jedinjenjima.

Tekst nije završen. Radovi su u toku.