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C'è una ragione fondamentale per cui le piante non possono fissare il proprio azoto?

C'è una ragione fondamentale per cui le piante non possono fissare il proprio azoto?


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Le piante devono avere azoto per crescere. Secondo la risposta a questa domanda, non ci sono piante che possono riparare il proprio azoto (senza l'aiuto dei batteri).

Le piante ottengono il loro azoto sotto forma di nitrati (NO3-) o ammoniaca (NH4+). Nitrati e ammoniaca penetrano nel terreno attraverso

  • fulmine (che causa N2 e O2 combinarsi per formare NO che poi reagisce con l'acqua atmosferica e viene portato sulla terra dalla pioggia)
  • batteri azotofissatori associati alle leguminose
  • azoto fissato da piante/animali morti (ammonificazione), urina, ecc.
  • ammonificanti e altri batteri

La risposta afferma anche che sembra possibile ingegnerizzare le piante per essere in grado di fissare l'azoto.

Quindi si potrebbe pensare alle piante avrebbe potuto evolversi essere in grado di fissare l'azoto, ma non l'ha fatto. Forse semplicemente non è successo in base alla probabilità che accada.
C'è qualche altra spiegazione?

Forse la capacità di fissare l'azoto avrebbe un effetto dannoso sulle piante? O la fissazione richiede un insieme complesso di mutazioni correlate? Ci sono abbastanza aree con suolo impoverito di nitrati per esercitare una pressione selettiva per le piante azotofissatrici?


Questa è una domanda interessante. Ma sorge qualche linea di pensiero per analogia, ad es. perché le persone non si evolvono per produrre il proprio ATP senza mitocondri? (Intendo ovviamente Eukaryotas in generale). Non vedo alcun motivo per cui l'organismo multicellulare non possa incorporare la funzionalità batterica né come è successo con i mitocondri, né come semplice tipo di cellula separato, che fornirà reazioni enzimatiche desiderabili.

La risposta, per quanto insoddisfacente, potrebbe essere semplice: perché è andata così. Possiamo sicuramente creare condizioni sperimentali prive di batteri che fissano l'N e quantità variabili di nitrati, nitriti ecc. E quindi produrre e selezionare una linea di mutanti per la capacità di fissare l'azoto senza partner simbiotici.


La risposta più ovvia alla tua domanda è che l'enzima responsabile della fissazione dell'azoto è inattivato dall'ossigeno. Quindi la fotosintesi, che produce ossigeno, esclude la fissazione dell'azoto e, come sapete, la fotosintesi delle piante.

Tuttavia, potrebbero aver sviluppato cellule specializzate per la fissazione dell'azoto, che non effettuano la fotosintesi. In effetti, alcuni cianobatteri coloniali, che effettuano la fotosintesi, formano tali cellule specializzate chiamate eterocisti.

Allora perché le piante non si sono evolute cellule così specializzate? Penso che una risposta fondamentale a questa domanda invocherebbe la teoria evoluzionistica della specializzazione che dice che la specializzazione in una cosa a scapito della capacità di fare qualcos'altro viene scelta per quando il trade-off è convesso, cioè quando puoi essere davvero bravo in una sola cosa, ed essere in grado di fare entrambe le cose implica che in realtà sei piuttosto scarso in entrambe.

Spero che questo ti spinga a trovare il motivo fondamentale che stai cercando.


Credo che l'evoluzione sia guidata dalle esigenze dell'organismo di adattarsi e non dalla necessità di adattarsi al consumo umano. il che significa che una parte dell'azoto ritorna al suolo per effetto della natura, ad es. fissazione dell'azoto durante le tempeste e quando la materia fecale si decompone nel suolo e presumo forniscano abbastanza azoto per la normale crescita delle piante e quindi la pianta non è "costretta" ad adattarsi per dire una carenza di azoto ma per gli umani presumo a causa dell'agricoltura la terra si "esaurisce" e quindi abbiamo bisogno di fertilizzanti ma le piante non si sono evolute perché presumo non ce ne fosse bisogno urgente. Questo è il mio pensiero supponendo di aver capito la tua domanda


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