窒素の大循環

　
７．　窒素の大循環

　窒素は、空気中の８０％を占めている、この空気中の窒素を根粒菌によって、硝酸や亜硝酸、アンモニアを生産し、それを植物が利用し、タンパク質やアミノ酸、核酸などの窒素化合物を生産する。動物は、そのタンパク質を食べて、アミノ酸として、体内でこれが代謝されると、アンモニアができる。

　すなわち窒素は、大気からはじまり、根粒菌を経て、植物によって、タンパク質やアミノ酸となり、動物の体内を代謝して、アンモニアを排出しさらに一部は筋肉となって、やがてその動物は、食物連鎖を経て、死によって土壌成分となり、アンモニアが大気に放出される。

　ここで、窒素循環の要となっているのは、根粒菌と植物である。植物は、亜硝酸を栄養素として、実を結ぶことによって、豆や穀物として人や動物の食物となり、動物の筋肉となる。根粒菌は、マメ科の植物の根に共生している。

　植物は、根粒菌に糖分を与え、根粒菌は、空気中の窒素を植物からの糖分を燃料として、複雑な反応を経て、植物が根から吸収出来る亜硝酸を生成する。この根粒菌はなぜかマメ科の植物にのみに、寄生し共生する。このため豆には、タンパク質が豊富であり、米や麦と豆いっしょに食べると栄養のバランスが良い。

　森林の各樹木には、内生菌や外生菌の固有の共存関係が存在し、それぞれの樹木と菌の共生関係が成立しないと豊かな森林は生まれない。このため、樹木の苗を植える時、根に固有の共生関係にある菌を付着させることによって植林の効率を向上させる。

　窒素の大循環のエントロピー逆走エンジンは、空気中の窒素を利用して亜硝酸を生成する根粒菌であり、その亜硝酸と葉緑体で生産された糖類をエネルギーとして、タンパク質や核酸を豊富に含む植物の種子を実らすことである。（第９回）