מדוע חנקן חשוב ליצורים חיים?

חנקן חיוני לכל היצורים החיים מכיוון שהוא חלק עיקרי מחומצות האמינו, שהם אבני הבניין של חלבונים ושל חומצות גרעין כגון DNA, המעביר מידע גנטי לדורות הבאים של אורגניזמים. כ -78% מהאטמוספרה עשויה מחנקן, אך צמחים ובעלי חיים אינם יכולים לקחת חנקן ישירות מהאוויר. תהליך הנקרא מחזור חנקן גורם לזה לקרות.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

חנקן הוא חומר מזין חיוני לצמחים ומרכיב משמעותי של חלבונים, שכל בעלי החיים צריכים לגדול, להתרבות ולשרוד. מחזור החנקן ממיר חנקן לתרכובות שצמחים ובעלי חיים יכולים להשתמש בהם.

כל הרקמות האנושיות - שרירים, עור, שיער, ציפורניים ודם - מכילות חלבון. צמיחה תקינה, החלפת תאים ותיקון רקמות דורשים חנקן, ותהליכי חילוף החומרים בגופך זקוקים לחלבונים בצורת אנזימים. אתה לא יכול לקחת חנקן ישירות מהאוויר, אז אתה מקבל אותו ממקורות תזונתיים. מזונות עשירים בחלבון כוללים:

• בָּשָׂר
  
• דג
  
• קטניות
  
• ביצים
  
• חלב
  
• אֱגוֹזִים

גופך ממחזר ללא הרף חנקן מחומצות אמינו, ושובר חומצות אמינו שאינן משמשות לסינתזת חלבונים לרכיבים כולל חנקן לאנרגיה. חנקן מייצר גם תרכובות שאינן חלבון, כמו ההמוגלובין, המעביר חמצן בתאי הדם האדומים לכל חלקי הגוף. בעלי חיים זקוקים לחנקן כדי לגדול, לתקן ולשרוד באותה צורה שבני אדם הם מקבלים גם ממקורות תזונתיים, כמו צמחים ובעלי חיים אחרים.

חנקן חיוני לצמחים לגדול ולשרוד. ללא חלבונים - חלקם כיחידות מבניות, אחרים כאנזימים - צמחים מתים. חנקן מהווה חלק גדול מכלורופיל, אשר הצמחים זקוקים לו לצורך פוטוסינתזה, תהליך השימוש באנרגיית השמש ליצירת סוכרים ממים ופחמן דו חמצני. חנקן מהווה חלק מתרכובות העברת אנרגיה כגון ATP (אדנוזין טריפוספט), המאפשר לתאים לחסוך ולהשתמש באנרגיה המשתחררת באמצעות חילוף חומרים. צמחים זקוקים גם לחומצות גרעין כמו DNA כדי לגדול ולהתרבות. צמחים מקבלים חנקן בצורה שונה מבעלי חיים, ומוציאים אותו ממים ואדמה בצורת חנקות ואמוניום. צמחים חסרי חנקן מצהיבים ומפסיקים לגדול, והם נושאים פירות ופרחים קטנים מהממוצע.

השלב הראשון של מחזור החנקן הוא קיבוע חנקן. חיידקים מיוחדים משתמשים באנזים המכונה דיניטרוגנאז להמרת גז חנקן לאמוניה. לאחר מכן, ניטריפיקציה ממירה את האמוניה ליוני ניטריט, ששורשי הצמח סופחים כחומרי הזנה. בעלי חיים לוקחים את החנקן על ידי אכילת הצמחים. פירוק של צמחים ובעלי חיים ושחרור פסולת של בעלי חיים, יוצרים אמוניה באדמה. לבסוף, דניטריפיקציה משתמשת בחיידקים אחרים כדי להמיר את האמוניה בחזרה לגז חנקן גזי, המשתחרר לאטמוספירה בה מתחיל מחזור החנקן מחדש.