CoachAucun eucaryote ne sait utiliser le de l’air. Certaines bactéries le savent : la nitrogénase rompt la triple liaison du et le réduit en deux ammoniacs, au prix de seize ATP et huit électrons par molécule, et seulement là où l’oxygène est exclu. Les légumineuses (pois, haricots, trèfle) hébergent de telles bactéries (Rhizobium) dans des nodosités racinaires : la plante bâtit une chambre, nourrit les bactéries de sucre, et maintient l’oxygène bas grâce à une protéine rouge, la léghémoglobine, qui le livre à la respiration des bactéries à une concentration trop faible pour nuire à l’enzyme ; les bactéries rendent de l’ammonium, que la plante transforme en acides aminés. Un champ de trèfle fixe cent kilogrammes d’azote par hectare et par an, ce que la plante paie d’un dixième de sa photosynthèse. Le cycle de l’azote dans son ensemble relève du volume de deuxième année.
Exemples
Exemple 23.12 (Le prix de l’azote)
Un pied de maïs a besoin d’environ d’azote par jour ; d’un nitrate à , il les obtient dans le litre d’eau qu’il transpire, et dépense quelques centaines de millimoles d’électrons à le réduire. Un pied de trèfle qui fixe la même quantité paie ATP par plus le réducteur — soit à peu près de sucre par gramme d’azote, quelque par jour, un dixième de sa production — et peut pousser sur un sol sans le moindre nitrate. Les paysans alternent légumineuses et céréales depuis deux mille ans pour porter cet azote d’un champ au suivant.