É um conto dramático de história, invenção, guerra. Nitrogênio – um gás que está em todo lugar, mas difícil de pinar – contém a chave. Confira a parte 1 de 3 em pulsos. O suspiro que você acabou de tomar é de quatro quintos de nitrogênio, mas o gás não faz praticamente nada para você ou para você. O nitrogênio no ar está essencialmente indisponível para as coisas vivas, e, no entanto, em um desses deliciosos paradoxos, toda a vida depende da capacidade única de nitrogênio de manter seus elétrons próximos, mas não muito próximos. Os eletrónos são uma moeda chave da química da vida, e isso faz do nitrogênio um player chave na forma como as moléculas da vida são construídas. Cada aminoácido e cada degrau do nosso DNA depende disso. Mediar este paradoxo — abundante, mas indisponível, escasso, mas necessário — é um vínculo. Na atmosfera, dois átomos de nitrogênio se abraçam com uma ligação tripla que é uma das mais fortes em toda a química. Um vínculo tão forte que literalmente é preciso um raio para quebrá- lo. (É por isso que o Indra e o Zeus são líderes dos seus respectivos pantheons?) Na verdade, antes que os organismos pudessem quebrar esse vínculo, o único nitrogênio Õreativo (um composto que a vida poderia realmente usar) na Terra jovem veio de raios, ou de ventilações hidrotermais. Eva Stueken, uma geoquímica da Universidade de St Andrews, Reino Unido, conduziu pesquisas que medem isótopos de nitrogênio (isotopos sendo átomos do mesmo elemento com pesos ligeiramente diferentes; a relação entre eles deixa uma impressão digital de qualquer processo que os produziu) em rochas até 3.2 bilhões de anos, e encontrou uma assinatura quimicamente consistente com fixação biológica de nitrogênio. Isto sugere que a enzima nitrogenase incrível, que replica o que os raios podem fazer, mas em um nível molecular, é pelo menos tão antiga. A capacidade de aceder ao enorme N atmosférico 2 reservatório conferiu uma enorme vantagem a qualquer organismo em um momento em que o nitrogênio utilizável era escasso. Então a máquina enzimática durou mesmo quando o oxigênio encheu os céus. O troco veio em energia.

Converter um N 2 molécula em uma forma usável de nitrogênio é enormemente intensivo em energia. Para eões, este método de fixação de nitrogênio foi o domínio exclusivo das bactérias. As plantas entraram no ato. Não diretamente, mas em concordância com as bactérias. Ao analisar os traços evolutivos das plantas em floração e trabalhar para trás através da árvore genealógica, os cientistas concluíram que a fixação simbiótica de nitrogênio pelas plantas surgiu um pouco mais 100 milhões de anos atrás. As leguminosas aparecem pouco tempo depois, entre 65 e 74 milhões de anos atrás. Em seguida, no fluxo ecológico que segue a extinção dos dinossauros, o registro fóssil sugere que a família de legumes se diversifica e se propaga rapidamente. A parceria entre planta e bactéria é mutuamente benéfica. A planta recebe nitrogênio utilizável entregue às suas raízes, enquanto as bactérias recebem o porto seguro e alimentos. Mas, a enzima, uma transferência de uma idade passada, não gosta de oxigênio, e assim a planta cria um quarto para ele. Nas suas raízes, cria nódulos com uma câmara onde um filtro permite nitrogênio em preferencial; o pouco oxigênio que entra é consumido rapidamente pela planta ou capturado pela leghemoglobina da planta. Ali, a nitrogenase das bactérias rompe o nitrogênio, essencialmente comprimindo os raios em um espaço molecular. Como isso carrega um enorme custo energético, e não faz sentido pagar este custo quando há formas utilizáveis de nitrogênio disponíveis; na verdade, experimentos em legumes mostram que quando um solo contém nitrato, a nodulação é reprimida. Nos últimos milênios, os humanos pegaram, parceria com plantas que se associam com bactérias. As lentilhas e os dals, ambas boas fontes de proteína e fibra, aparecem muito cedo no registro escrito e arqueológico.

Este último sugere que o mung, urad e tur originaram-se na Índia, enquanto o grão-de-pinto provavelmente não (embora o historiador tardio da comida KT Achaya tenha notado que foi encontrado em Kalibangan, um local do Vale do Indo no atual Rajasthan, até o momento 2500 ACE). Os Vedas contêm várias referências a estes dals. Um dos alimentos favoritos de Rama (ainda uma oferta em Ram Navami, o festival que marca o seu nascimento) é kosamalli, uma preparação de mung dal e pepino encharcados. Achaya nota que o Buda colocou o mung em um grupo de alimentos. cheias de qualidades da alma. Os Dals também aparecem na literatura da época do Sangam. E o 12 texto do século Manasollasa (MindÕs Delight), escrito pelo Rei Someswara contém uma receita para idlis (chamada iddarika) feita por molhado urad dal em leite manteiga e adicionando pimenta, cominho e asafoetida. Isto é, incidentalmente, bastante semelhante ao idli do Kanchipuram, que é especiado, mas agora feito com arroz. Até o momento de 19 Os livros de receitas do século, dals estavam em todo lugar. Levemente salteado com pimentas, preparado como sundal (um oferenda durante Navratri), em sambar, no simples dal- e- riz, em vadas, dosas, idlis e outros itens de tiffin, e em sobremesas como laddoos, frequentemente pareados com carboidratos como arroz. Ao começarmos a cultivar, porém, a agricultura colonizada representou um desafio único: como reabastecer o nitrogênio, o fósforo e o potássio removidos nas colheitas. Enquanto o enchimento e a mansão desempenhavam um papel na reciclagem dos elementos dentro de uma paisagem, algumas plantas, que poderiam trazer novo nitrogênio para o sistema de agricultura, tornaram- se altamente valorizadas. Legumes, que tiveram o benefício adicional de ser comestíveis, e culturas como dhaincha (Sesbania aculeata) e cânhamo sun (Crotalaria juncea), tornaram- se parte integrante da agricultura. Sempre, porém, um sentimento de escassez pendurado no ar. Como o 19 o século amanheceu, o economista inglês Thomas Malthus começou a emitir avisos de que a população mundial logo ultrapassaria a capacidade de fornecer a Terra, se algo não mudasse. Uma série de fomes terríveis, agravadas pelas brutalidades do colonialismo, cobraram milhões de vidas e pareceram dar crédito às suas palavras.

Neste século, começou uma espécie de corrida ao ouro, enquanto os aventureiros procuravam por muitos lugares novos tipos de fertilizantes de nitrogênio. O meio- 19 o século passado tornou-se a idade do guano, o excremento de aves marinhas. As ilhas ao largo da costa do Peru foram fontes excepcionalmente ricas dela. Até mesmo houve guerras por causa do guano. O mercado de guano caiu no início 20 o século, como um químico alemão chamado Fritz Haber encontrou uma maneira de quebrar os laços formidáveis entre dois átomos de nitrogênio usando pressão muito alta, temperaturas altas e um catalisador. Na empresa química BASF, o químico e executivo sênior Carl Bosch, um homem reservado com paixão pela coleta de besouros, tomou a invenção em escala de laboratório Haber. E desenvolveu a metalurgia e engenharia química para escalar de forma barata e segura. Muitos saudam o processo Haber- Bosch como uma das maiores invenções da humanidade, à frente do microchip e da eletricidade. Bosch ganharia o Nobel pelo seu trabalho, em 1931. Haber, que ganhou o Nobel de Química em 1918, enquanto isso, cairia como o herói que ajudou a salvar o mundo da fome, e o vilão que inventou a guerra química. Tal é o legado misto dos esforços para alimentar o mundo. Há sempre uma troca. Junte- se a mim na próxima vez para mais sobre o mundo dos pulsos, e sobre como o presente HaberÏs ajudou a omitá-los. (Mridula Ramesh é um investidor e autor de tecnologia do clima. Ela pode ser alcançada em tradeoffs@climaction.net. As visões expressas são pessoais).