En isotop är en variant av ett element med en annan atomvikt . Två stabila isotoper av kväve förekommer i naturen : kväve – 14 och kväve – 15 . N- 14 isotopen är mycket mer riklig , både i jordens atmosfär och i växter och djur vävnad . Den jämförande raritet av N – 15 isotop gör det värdefullt för biologer och andra forskare som ett spårämne ( dvs en sorts flagga som kan forskare följa kväve genom en biokemisk eller geokemiska systemet ) . Biologiska Macromolecules
Om celler i kultur levereras endast med näringsämnen som innehåller den N- 15 isotopen , kommer deras DNA komma att innehålla N- 15 enbart under loppet av flera generationer. I en känd experiment Matthew Meselson och Franklin Stahl växte E. coli i ett odlingsmedium som innehåller tung N- 15 näringsämnen. De överfördes sedan bakterierna att medier som innehåller den lättare N – 14 isotopen , och centrifugeras DNA från dessa bakterier en generation och två generationer senare . Densiteten för den DNA i dottercellerna var mellanliggande . Genom detta resultat , visat Meselson – Stahl experiment som DNA-replikation producerar två exemplar , var och en innehåller en ursprunglig sträng som fungerar som en mall för den nya strängen .
Pollution
förhållandet N – 15 till N – 14 är ofta högre i avloppsvatten och jordbruksavfall än i havsmiljöer . Eftersom avståndet från en avloppskällan ökar , denna kvot gradvis trender mot de normala värdena för den marina miljön . Forskare kan använda denna skillnad att kartavloppsplymer , samt att fastställa ursprunget för överskott av kväve i marina miljöer . Dessa tekniker är viktiga eftersom överskottet kväve bidrar till skadliga algblomningar i kustnära vatten . Addera Grundvatten
Höga halter av nitrat i grundvattnet kan vara skadliga för människor , så spåra dessa föroreningar är en fråga av särskilt intresse . Beroende på vilken väg de tar för att nå lokala vattendrag , kan nitrater bryta ner genom verkan av denitrifikationsbakterier , så forskarna kan använda lokala koncentrationer av isotoper för att spåra vad som händer med nitrater i grundvattnet (t.ex. , oavsett om de hamnar i lokala vattendrag , den väg de tar för att nå dessa strömmar och så vidare ) . Som med havsvatten , kan de också använda isotopförhållanden för att identifiera ursprunget till denna förorening .
Ekologi
För att förstå ekosystem , ekologer behöver veta var organismer härleda sina näringsämnen , och den hastighet med vilken näringsämnen igenom ekosystemet . Eftersom kväve är ett viktigt näringsämne och levande organismer företrädesvis använda sig av N – 14 isotopen , N- 14 till N – 15 -förhållande skiljer sig i olika delar av näringskedjan . Ekologer kan använda dessa data för att spåra kväve genom ett ekosystem . Addera