АЗОТФИКСА́ЦИЯ

АЗОТФИКСА́ЦИЯ, про­цесс вос­ста­нов­ле­ния мо­ле­ку­ляр­но­го азо­та ат­мо­сфе­ры до ам­миа­ка, осу­ще­ст­в­ляе­мый азот­фик­си­рую­щи­ми (диа­зо­троф­ны­ми) бак­те­рия­ми – азот­фик­са­то­ра­ми. Спо­соб­ность к А. вы­яв­ле­на у боль­шин­ст­ва про­ка­ри­от – бак­те­рий и ар­хей, от­но­ся­щих­ся к раз­ным фи­зио­ло­гич. и так­со­но­мич. груп­пам. Эу­ка­рио­ты не спо­соб­ны к А., но у них име­ют­ся мно­го­числ. при­спо­соб­ле­ния для ис­поль­зо­ва­ния азот­фик­си­рую­щих бак­те­рий в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ка до­ступ­но­го азо­та. А. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся при уча­стии фер­мент­но­го ком­плек­са – нит­ро­ге­на­зы, для дей­ст­вия ко­то­рой не­об­хо­ди­ма энер­гия, по­лу­чае­мая в про­цес­се ды­ха­ния и бро­же­ния. Син­тез, функ­цио­ни­ро­ва­ние и ре­гу­ля­ция нит­ро­ге­на­зы кон­тро­ли­ру­ют­ся мно­же­ст­вом ге­нов (ок. 100).

А. иг­ра­ет важ­ную роль в кру­го­во­ро­те азо­та на пла­не­те и по сво­ей зна­чи­мо­сти для жи­вой при­ро­ды со­пос­та­ви­ма с фо­то­син­те­зом. Она мо­жет про­те­кать во всех при­род­ных сре­дах, где оби­та­ют азот­фик­си­рую­щие бак­те­рии – в поч­вах, илах, пре­сных и мор­ских во­до­ёмах, на кор­нях рас­те­ний, в ки­шеч­ни­ке боль­шин­ст­ва жи­вот­ных. Но наи­бо­лее мно­го­чис­лен­ны они в поч­вах, вслед­ст­вие че­го на­зем­ным эко­си­сте­мам при­над­ле­жит ве­ду­щая роль в под­дер­жа­нии азот­но­го ба­лан­са био­сфе­ры. А. яв­ля­ет­ся главным ис­точ­ни­ком дос­туп­но­го для ор­га­низ­мов азо­та на про­тя­же­нии всей ис­то­рии раз­ви­тия жиз­ни. В аг­ро­це­но­зах, например, на до­лю ус­во­ен­но­го с по­мо­щью азот­фик­си­рую­щих бак­те­рий азо­та обыч­но при­хо­дит­ся до ²/₃ от его об­ще­го ко­ли­че­ст­ва. Сред­няя про­дук­тив­ность А. в поч­вах ко­леб­лет­ся от 30–50 кг/га в год в зо­не уме­рен­но­го кли­ма­та до 100–150 кг/га в год в тро­пиках. Осо­бен­но вы­со­кий уро­вень А. дос­ти­га­ет­ся в сим­био­зах клу­бень­ко­вых бак­те­рий с бо­бо­вы­ми рас­те­ния­ми – до 350 кг/га в год. А. слу­жит по­ка­за­те­лем пло­до­ро­дия поч­вы.

Вы­яс­не­ние мо­ле­ку­ляр­ных ме­ха­низ­мов и ус­ло­вий А. – од­на из центр. проблем совр. био­ло­гии. Осн. ис­сле­до­ва­ния в об­лас­ти А. на­прав­ле­ны на ак­ти­ва­цию при­род­ных по­пу­ля­ций азот­фик­си­рую­щих бак­те­рий в кон­крет­ных поч­вен­но-кли­ма­тич. ус­ло­ви­ях, по­иск но­вых куль­тур бак­те­рий с вы­со­кой ак­тив­но­стью нит­ро­ге­на­зы, соз­да­ние ис­кусств. сим­био­зов азот­фик­си­рую­щих бак­те­рий с не­бо­бо­вы­ми рас­те­ния­ми.