Stickstoff ist für alle Lebewesen lebensnotwendig, da er ein wesentlicher Bestandteil der Aminosäuren ist, die die Bausteine sind von Proteinen und Nukleinsäuren wie DNA, die genetische Informationen an nachfolgende Generationen von Organismen. Ungefähr 78 Prozent der Atmosphäre bestehen aus Stickstoff, aber Pflanzen und Tiere können Stickstoff nicht direkt aus der Luft aufnehmen. Ein Prozess namens Stickstoffkreislauf macht dies möglich.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Stickstoff ist ein essentieller Nährstoff für Pflanzen und ein wesentlicher Bestandteil von Proteinen, die alle Tiere zum Wachstum, zur Fortpflanzung und zum Überleben benötigen. Der Stickstoffkreislauf wandelt Stickstoff in Verbindungen um, die Pflanzen und Tiere nutzen können.
Mensch und Tier brauchen Stickstoff
Alle menschlichen Gewebe – Muskeln, Haut, Haare, Nägel und Blut – enthalten Proteine. Normales Wachstum, Zellersatz und Gewebereparatur benötigen Stickstoff, und die Stoffwechselprozesse Ihres Körpers benötigen Proteine in Form von Enzymen. Sie können Stickstoff nicht direkt aus der Luft aufnehmen, also erhalten Sie ihn aus Nahrungsquellen. Zu den proteinreichen Lebensmitteln zählen:
- Fleisch
- Fisch
- Hülsenfrüchte
- Eier
- Milch
- Nüsse
Ihr Körper recycelt ständig Stickstoff aus Aminosäuren und bricht Aminosäuren, die nicht für die Proteinsynthese verwendet werden, in Komponenten, einschließlich Stickstoff zur Energiegewinnung. Stickstoff bildet auch Nichtproteinverbindungen, wie das Häm im Hämoglobin, das den Sauerstoff in den roten Blutkörperchen in alle Körperteile transportiert. Tiere brauchen Stickstoff zum Wachsen, Reparieren und Überleben auf die gleiche Weise wie Menschen, und sie erhalten ihn auch aus Nahrungsquellen wie Pflanzen und anderen Tieren.
Pflanzen brauchen Stickstoff
Stickstoff ist für das Wachstum und das Überleben von Pflanzen unerlässlich. Ohne Proteine – manche als Bausteine, andere als Enzyme – sterben Pflanzen. Stickstoff macht einen großen Teil des Chlorophylls aus, das Pflanzen für die Photosynthese benötigen, den Prozess, bei dem die Sonnenenergie genutzt wird, um aus Wasser und Kohlendioxid Zucker herzustellen. Stickstoff ist Teil von Energieübertragungsverbindungen wie ATP (Adenosintriphosphat), das es den Zellen ermöglicht, die durch den Stoffwechsel freigesetzte Energie zu konservieren und zu nutzen. Pflanzen benötigen auch Nukleinsäuren wie DNA, um zu wachsen und sich zu vermehren. Pflanzen erhalten Stickstoff auf andere Weise als Tiere, indem sie ihn in Form von Nitraten und Ammonium aus Wasser und Boden aufnehmen. Pflanzen mit Stickstoffmangel werden gelb und hören auf zu wachsen, und sie tragen unterdurchschnittliche Früchte und Blüten.
Der Stickstoffkreislauf
Der erste Schritt des Stickstoffkreislaufs ist die Stickstofffixierung. Spezielle Bakterien verwenden ein Enzym namens Dinitrogenase, um Stickstoffgas in Ammoniak umzuwandeln. Als nächstes wandelt die Nitrifikation das Ammoniak in Nitrit-Ionen um, die die Pflanzenwurzeln als Nährstoffe aufnehmen. Tiere nehmen ihren Stickstoff auf, indem sie die Pflanzen fressen. Durch die Zersetzung von Pflanzen und Tieren und die Freisetzung von tierischen Abfällen entsteht Ammoniak im Boden. Schließlich nutzt die Denitrifikation andere Bakterien, um das Ammoniak wieder in gasförmigen Stickstoff umzuwandeln, der an die Atmosphäre abgegeben wird, wo der Stickstoffkreislauf wieder beginnt.