Древний организм Древний организм Spirochloron geminatum поглощает азот прямо из атмосферы, удваивая плодородие почвы за 5 лет.

Цианобактерии, включая Spirochloron geminatum, обладают уникальной способностью к азотфиксации благодаря ферменту нитрогеназе. Этот белок расщепляет устойчивые молекулы N₂ из атмосферы и преобразует их в биодоступный аммиак — форму азота, которую растения могут усваивать. Процесс азотфиксации был описан учёными в конце XIX века, а его молекулярные механизмы изучались на протяжении XX столетия в лабораториях микробиологии по всему миру. Значение этого процесса трудно переоценить. В природных почвах и водоёмах цианобактерии добавляют до 200 килограммов азота на гектар в год, восстанавливая плодородие без синтетических удобрений. Для сравнения: промышленное производство аммиака по методу Габера-Боша потребляет 1–2 процента мировой электроэнергии, тогда как цианобактерии выполняют эквивалентную химическую работу при комнатной температуре и при обычном атмосферном давлении. Исследования показывают, что интенсивное внедрение цианобактерий в агросистемы может удвоить плодородие почвы за 5 лет без дополнительных химических вмешательств. Фасцинирующий аспект — нитрогеназа одновременно катализирует восстановление азота и чувствительна к кислороду. Цианобактерии существуют в парадоксальных условиях: они сами производят кислород при фотосинтезе, но фермент, необходимый для азотфиксации, может быть инактивирован этим же кислородом.