Wofür brauchen Lebewesen Stickstoff
Stickstoff ist einer der wichtigsten Nährstoffe, welcher für das Überleben aller Lebewesen entscheidend ist. Obwohl Stickstoff in der Atmosphäre sehr häufig vorkommt, ist er in dieser Form für die meisten Organismen weitgehend unzugänglich.
Im Folgenden zeige ich dir, wie Stickstoff für Organismen verfügbar wird und was die Veränderungen des Stickstoffgehalts – infolge menschlicher Aktivitäten – für lokale und globale Ökosysteme bedeuten.
Inhalt
Stickstoffkreislauf ist Lebenskreislauf
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 Nitritionen um, die die Pflanzenwurzeln als Nährstoffe aufnehmen.
Tiere nehmen ihren Stickstoff auf, indem sie die Pflanzen essen. Durch die Zersetzung von Pflanzen und Tieren und die Freisetzung tierischer Abfälle entsteht Ammoniak im Boden. Bei der Denitrifikation werden schließlich andere Bakterien verwendet, um das Ammoniak wieder in gasförmiges Stickstoffgas umzuwandeln, das in die Atmosphäre freigesetzt wird, wo der Stickstoffkreislauf erneut beginnt.
Der Stickstoffkreislauf ist für alle Lebewesen wichtig, da alle Organismen aus Stickstoff bestehen. Der Stickstoffkreislauf beschreibt, wie sich Stickstoff über die Erde bewegt. Stickstoff kommt in allen lebenden Organismen vor:
- in Aminosäuren, die wiederum Proteine bilden,
- in Nukleinsäuren (DNA und RNA) – welche Erbinformationen enthalten,
- in Adenosintriphosphat (ATP) – dem Energieregulator der Zellen
- und in anderen lebenswichtigen Verbindungen.
DNA besteht aus Stickstoff
Menschen und alle anderen lebenden Organismen würden ohne Stickstoff aufhören zu existieren, daher hat ihre Verfügbarkeit und wie sie durch die Umwelt zirkulieren, direkte Konsequenzen für alle lebenden Organismen.
Stickstoff ist für alle Lebewesen essentiell, da er einen Großteil der Aminosäuren ausmacht, die die Bausteine von Proteinen und Nukleinsäuren wie DNA sind und genetische Informationen an nachfolgende Generationen von Organismen übertragen. Ungefähr 78 Prozent der Atmosphäre besteht aus Stickstoff, aber Pflanzen und Tiere können Stickstoff nicht direkt aus der Luft entnehmen. Erst der Stickstoffkreislauf macht dies möglich.
Wofür brauchen Menschen und Tiere Stickstoff
Das gesamte menschliche Gewebe – Muskeln, Haut, Haare, Nägel und Blut – enthält Protein. Normales Wachstum, Zellersatz und Gewebereparatur erfordern Stickstoff, und die Stoffwechselprozesse Ihres Körpers benötigen Proteine in Form von Enzymen. Du kannst Stickstoff nicht direkt aus der Luft entnehmen, daher beziehst Du ihn aus Nahrungsquellen. Proteinreiche Lebensmittel umfassen: Fleisch; Fisch; Hülsenfrüchte; Eier; Milch und Nüsse.
Unser Körper recycelt kontinuierlich Stickstoff aus Aminosäuren und zerlegt Aminosäuren, die nicht für die Proteinsynthese verwendet werden, in Komponenten, einschließlich Stickstoff zur Energiegewinnung. Stickstoff bildet auch Nichtproteinverbindungen wie das Häm im Hämoglobin, das Sauerstoff in roten Blutkörperchen zu allen Körperteilen transportiert. Tiere brauchen Stickstoff, um genauso zu wachsen, zu reparieren und zu überleben wie Menschen, und sie beziehen ihn auch aus Nahrungsquellen, wie zum Beispiel Pflanzen und anderen Tieren.
Pflanzen brauchen Stickstoff
Stickstoff ist wichtig für das Wachstum und das Überleben von Pflanzen. Ohne Proteine – einige als Struktureinheiten, andere als Enzyme – sterben Pflanzen ab. Stickstoff macht einen großen Teil des Chlorophylls aus, das Pflanzen für die Photosynthese benötigen. Dabei wird die Sonnenenergie zur Herstellung von Zucker aus Wasser und Kohlendioxid verwendet.
Stickstoff ist Teil von Energieübertragungsverbindungen wie ATP (Adenosintriphosphat), mit denen Zellen Energie sparen und nutzen können, die über den Stoffwechsel freigesetzt werden. Pflanzen benötigen auch Nukleinsäuren wie DNA, um zu wachsen und sich zu vermehren. Allerdings erhalten Pflanzen ihren notwendigen Stickstoff auf andere Weise als Tiere. Sie nehmen ihn in Form von Nitraten und Ammonium aus Wasser und Boden auf. Fehlt den Pflanzen der Stickstoff, färben sie sich gelb und hören auf zu wachsen. Sie tragen dann auch überdurchschnittlich kleine Früchte und Blüten.
Fazit
Stickstoff ist ein entscheidender Bestandteil für alles Leben. Es ist ein wichtiger Bestandteil vieler Zellen und Prozesse wie Aminosäuren, Proteine und sogar unserer DNA. Es wird auch benötigt, um Chlorophyll in Pflanzen herzustellen, das bei der Photosynthese zur Herstellung ihrer Nahrung verwendet wird.
Im Rahmen dieser Lebensprozesse wird Stickstoff von einer chemischen Form in eine andere umgewandelt. Die Umwandlungen, die Stickstoff durchläuft, wenn er sich zwischen Atmosphäre, Land und Lebewesen bewegt, bilden den Stickstoffkreislauf.
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