亜硝酸菌

亜硝酸菌について

亜硝酸菌（あしょうさんきん）とは、主に土壌に生息する細菌および古細菌の一群で、特にアンモニアを亜硝酸へと酸化する能力を持つ微生物の総称です。これらの微生物は、アンモニアを有機物の分解や生物由来の排出物から生じた後、酸素と反応させて亜硝酸に変換します。この過程で放出されるエネルギーは、炭酸同化に利用されるため、亜硝酸菌は生態系にも大きな影響を与えています。

反応式としては、以下のようになります。

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2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + 158 kcal (660 kJ)
```

ここで生成される亜硝酸（HNO2）は、さらに硝酸菌（亜硝酸酸化細菌）によって硝酸（HNO3）に変えられるため、亜硝酸菌と硝酸菌は共に硝化菌と呼ばれることが多いです。このプロセスは、特に植物の生育にとって非常に重要です。

植物への影響

一般的に、植物はアンモニアよりも硝酸を好んで吸収します。硝酸は、植物の栄養分として重要な役割を果たし、亜硝酸菌を含む硝化菌の存在が植物の成長を助けています。また、窒素が植物にとって必須とされる栄養素であるため、亜硝酸菌の活動は自然界における窒素循環の一端を担っているといえます。

逆に、嫌気的条件では硝酸が脱窒菌によって窒素に還元され、大気中に放出されます。このように、亜硝酸菌は窒素循環の重要な要素として機能しています。

亜硝酸細菌と亜硝酸古細菌

亜硝酸菌には、主に二つのタイプがあります。ひとつは亜硝酸細菌であり、主にベータプロテオバクテリアやガンマプロテオバクテリアに属します。これらはアンモニア酸化細菌（AOB）とも呼ばれ、亜硝酸古細菌よりもはるかに広く分布しており、増殖速度が速いのが特徴です。また、アンモニア濃度が高い環境ではこれらの細菌が有利に働くとされています。

一方、亜硝酸古細菌（通称：アンモニア酸化古細菌、AOA）は主にタウム古細菌に分類されます。これらは培養が非常に難しいため、知られている種の数は限られています。最近のメタゲノム解析によると、亜硝酸古細菌は実際には亜硝酸細菌よりもかなり多く存在する可能性があり、低濃度のアンモニアを好んで利用するため、環境によって異なる優位性を持つことが示唆されています。

まとめ

亜硝酸菌は、アンモニアを亜硝酸へ酸化することで自然界の窒素循環に大きく貢献している微生物です。その存在は植物の成長にとって不可欠であり、環境に対しても深い影響を与えています。亜硝酸菌と亜硝酸古細菌の共存は、土壌の健康や生態系のバランスを保つ上で非常に重要な要素となっています。

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