Растения, живущие в симбиозе с клубеньковыми бактериями (у бобовых растений это ризобии — бактерии рода Rhizobium), в опасности. Избыток азотных удобрений изменяет среду таким образом, что их умение получать азот из воздуха уже не является конкурентным преимуществом.
В статье, опубликованной в журнале Evolution, говорится о «далеко идущих последствиях» изменений в среде, происходящих в результате хозяйственной деятельности человека. Профессор биологии растений в Университете Иллинойса Кэти Хез (Katy Heath) и Дженнифер Лау (Jennifer Lau) из Университета штата Мичиган напоминают о том, что азот попадает в почву не только в виде азотных удобрений, распространяясь и за пределы возделываемых полей. Ещё одним источником азота являются продукты сжигания ископаемых видов топлива на тепловых электростанциях.
«Мы в корне изменили азотный цикл на планете» — говорит Кэти Хез.
До появления промышленно производимых удобрений и широкого использования ископаемых видов топлива, азот в почве был дефицитом. Некоторые растения, а именно бобовые культуры, нашли способ получать драгоценный азот — через симбиоз с клубеньковыми бактериями.
«Клубеньковые бактерии переводят атмосферный азот в форму, усваиваемую растениями, — поясняет Хез. — Растения не могут просто взять его из атмосферы, они должны получить его в виде нитрата или аммония».
Взамен бактерии получают «кров» и пищу. Такое партнёрство выгодно и растениям, и бактериям. Бобовые таким образом получают преимущество на почвах, бедных азотом. Но ситуация изменяется и результатом может стать снижение биоразнообразия. Для того чтобы оценить последствия загрязнения окружающей среды соединениями азота, был проведён эксперимент, в ходе которого на протяжении двадцати лет сравнивались поля, на которые вносились азотные удобрения, с полями, которые не получали удобрений. Оказалось, что внесение удобрений приводит к снижению продуктивности растений — биомасса обработанных участков была на 17—30% ниже, чем на контрольных. Также зафиксировано снижение количества хлорофилла в растениях.
Генетический анализ микроорганизмов показал, что состав бактериального сообщества обработанных и необработанных участков был схожим. Но клубеньковые бактерии обрабатываемых участков изменились, они, по словам исследователей, стали менее полезными для бобовых.
