Кореневі клубеньки на корінні Lotus pedunculatus, рослини з сімейства бобових.
Рослини, що живуть в симбіозі з клубеньковими бактеріями (у бобових рослин це різобії - бактерії роду Rhizobium), в небезпеці. Надлишок азотних добрив змінює середовище таким чином, що їх вміння отримувати азот з повітря вже не є конкурентною перевагою.
У статті, опублікованій в журналі Evolution, говориться про «далекосяжні наслідки» змін у середовищі, що відбуваються в результаті господарської діяльності людини. Професор біології рослин в Університеті Іллінойсу Кеті Хез (Katy Heath) і Дженніфер Лау (Jennifer Lau) з Університету штату Мічиган нагадують про те, що азот потрапляє в ґрунт не тільки у вигляді азотних добрив, поширюючись і за межі порожніх полів. Ще одним джерелом азоту є продукти спалювання викопних видів палива на теплових електростанціях.
«Ми докорінно змінили азотний цикл на планеті» - каже Кеті Хез.
До появи промислово вироблених добрив і широкого використання викопних видів палива, азот у ґрунті був дефіцитом. Деякі рослини, а саме бобові культури, знайшли спосіб отримувати дорогоцінний азот - через симбіоз з клубеньковими бактеріями.
"Клубенькові бактерії переводять атмосферний азот у форму, засвоювану рослинами, - пояснює Хез. Рослини не можуть просто взяти його з атмосфери, вони повинні отримати його у вигляді нітрату або амонію ".
Натомість бактерії отримують «кров» і їжу. Таке партнерство вигідне і рослинам, і бактеріям. Бобові таким чином отримують перевагу на грунтах, бідних азотом. Але ситуація змінюється і результатом може стати зниження біорізноманіття. Для того щоб оцінити наслідки забруднення навколишнього середовища сполуками азоту, був проведений експеримент, в ході якого протягом двадцяти років порівнювалися поля, на які вносилися азотні добрива, з полями, які не отримували добрив. Виявилося, що внесення добрив призводить до зниження продуктивності рослин - біомаса оброблених ділянок була на 17 - 30% нижче, ніж на контрольних. Також зафіксовано зниження кількості хлорофілу в рослинах.
Генетичний аналіз мікроорганізмів показав, що склад бактеріального співтовариства оброблених і необроблених ділянок був схожим. Але клубенькові бактерії оброблюваних ділянок змінилися, вони, за словами дослідників, стали менш корисними для бобових.