Bakterije kemosintetični: primeri. Vloga kemosintetskih bakterij

Kako se organizirajo in izvajajo bakterije, ki kemosintezirajo različne snovi? Da bi odgovorili na ta vprašanja, je treba obravnavati vrsto bioloških konceptov.

Značilne lastnosti bakterij

Najprej ugotovimo, kdo so to bakterije. To je celo število Kraljestvo živih bitij. So enocelični organizmi mikroskopske velikosti, ki so brez jeder. Vendar to ne pomeni, da bakterije na splošno nimajo struktur, odgovornih za prenos dednih informacij. Ima preprosto bolj primitivno organizacijo. To so krožne molekule DNA, ki so koncentrirane v določenem delu citoplazme, imenovane nukleoid.

Bistvo avtotrofne prehrane

Kemosintetične bakterije, primeri katerih bodo obravnavani v našem članku, neodvisno proizvajajo organske snovi. So avtotrofi, kot so rastline. Vendar pa slednji za to porabijo energijo sončne svetlobe. Prisotnost zelenih plastidov kloroplastov jim omogoča izvajanje procesa fotosinteze. Njeno bistvo je nastajanje glukoze ogljikovih hidratov iz anorganskih snovi - vode in ogljikovega dioksida. Drugi produkt te kemične reakcije je kisik. Bakterije so tudi avtotrofi. Vendar ne potrebujejo sončne svetlobe za sprejem energije. Izvajajo drug proces - kemosinteza.

Kaj je kemosinteza

Kemosinteza je proces nastajanja organskih snovi zaradi reakcij oksidacije in redukcije. Izvaja se v naravi samo za prokariote. Kemosintetične bakterije lahko uporabljajo spojine žvepla, dušika in železa za sintetiziranje organskih snovi. Ta energija se sprosti, ki se najprej kopiči v ATP obveznicah, po kateri jo lahko uporabljajo bakterijske celice.

Bakterije kemosintetične: habitat

Ker življenje kemotrofov ni odvisno od prisotnosti sončne svetlobe, je obseg njihove distribucije precej širok. Na primer, serobakterije lahko živijo na velikih globinah, včasih pa so edini predstavniki živih bitij. Habitat teh prokariontov je najpogosteje tla, kanalizacija in substrati bogati z določenimi kemičnimi spojinami.

Železne bakterije

Za kemosintetske bakterije so prokarioti, spreminjajoča se sestava železove spojine. Odkritega ruskega mikrobiologa Sergeja Nikolaeviča Vinogradskega jih je odkril leta 1950. Ta vrsta bakterij med oksidacijsko reakcijo spremeni oksidacijsko stanje železa, zaradi česar je trivalentna. Živijo v sveži in solni vodi. V naravi izvajajo krog železa v naravi, in v industriji se uporabljajo za proizvodnjo čiste bakra. Tovrstne bakterije veljajo tudi za litoautotrofe, ki lahko sintetizirajo nekatere elemente svojih celic iz uleakida.

Serobakterije

Bakterije, kemosintetizirajoče snovi iz žveplovih spojin, lahko obstajata ločeno na dnu rezervoarjev ali tvorijo simbiozo z mehkužci in morskimi nevretenčarji. Kot oksidacijski vir uporabljajo vodikov sulfid, sulfide, tionne kisline ali molekularno žveplo. Ta vrsta bakterij je bil glavni cilj pri odkrivanju in proučevanju procesa kemosinteze. Ta skupina prokariontov vključuje nekatere fototropne prokarionte. Na primer, kot so vijolične ali zelene žveplove bakterije.

Nitrifirajoče bakterije

Nitrifikacijske bakterije rastejo na koreninah stročnic. Kemosintetični prokarioti te skupine oksidirajo amoniak v dušikovo kislino. Ta reakcija poteka v več stopnjah s tvorbo intermediatov. V tleh so tudi dušikove bakterije. Nastajajo na koreninah stročnic. Vstavljeni v tkivo podzemnega organa, tvorijo značilno zgostitev. V takšnih formacijah se ustvari ugodno okolje za nadaljevanje kemosinteze. Simbioza rastlin z nodulnimi bakterijami je obojestransko koristna. Prvič dobijo prokarionti iz organskih snovi, pridobljenih med fotosintezo. Bakterije lahko določijo atmosferski dušik in ga prenesejo na obliko, ki je na voljo rastlinam.

Zakaj je ta proces tako pomemben? Navsezadnje je koncentracija dušika v ozračju dovolj visoka in je 78%. Toda v tej obliki rastline te snovi ne morejo absorbirati. In dušika je potrebna, da rastline razvijejo koreninski sistem. V tej situaciji pomaga prihaja in nodulne bakterije, ki jo pretvorijo v nitrat in amonijevo obliko.

Thionic bakterije

Kemosintetične bakterije so tionski prokarioti. Njihov vir energije so različne žveplove spojine. Ta vrsta bakterij jih obnavlja v žveplovo kislino. To reakcijo spremlja znatno zmanjšanje indeksa vodika medija. Thionske bakterije so del skupine acidofilov. Ti vključujejo organizme, ki lahko preživijo v pogojih visoke kislosti. Takšni pogoji so značilni za močvirje. Skupaj s tianovom, to skupino sestavljajo mleko in ocetna kislina bakterij, flagellates in rotifers.

Vodikove bakterije

Te vrste prokariontov so tle prebivalci. Oksidirajo molekularni vodik v vodo s sproščanjem energije. Take bakterije spadajo tudi v skupino termofilov. To pomeni, da lahko ostanejo sposobni preživeti pri visokih temperaturah, ki lahko dosežejo 50 stopinj Celzija. Ta sposobnost vodikovih bakterij je posledica dejstva, da sproščajo posebne encime, ki delujejo tudi v takih razmerah.

Vloga kemosintetskih bakterij

Chemotrofi igrajo pomembno vlogo pri kompleksnih procesih transformacije in kolesarjenja ustreznih kemikalij v naravi. Ker so vodikov sulfid in amoniak zadostno strupene snovi, jih je treba nevtralizirati. Prav tako izvaja hemotrofične bakterije. Pri kemijskih transformacijah se oblikujejo snovi, ki so potrebne za druge organizme, kar omogoča njihovo normalno rast in razvoj. Velike usedline železa in manganovih rud na dnu morja in močvirja so posledica aktivnosti kemotrofov. Namreč - železne bakterije.

Človek se je v svoji dejavnosti naučil uporabljati edinstvene lastnosti kemotrofov. Na primer, s pomočjo žveplovih bakterij se odpadna voda očisti iz vodikovega sulfida, ščiti kovinske in betonske cevi pred korozijo in zemljo zaradi zakisljevanja.

Tako so kemosintetične bakterije posebni prokarioti, ki lahko izvajajo ustrezne kemične reakcije v anaerobnih pogojih. Ti organizmi oksidirajo snovi. Energija, ki se sprosti med tem procesom, se najprej shrani v ATP obveznicah in nato uporablja za vitalne procese. Glavne so železo, žveplo in dušikove fiksirne bakterije. Živijo tako v vodi kot v tleh. Kemotrofi so nepogrešljiva povezava v obtoku snovi, živim organizmom zagotavljajo potrebne snovi, ki jih človek pogosto uporablja v svojih gospodarskih in industrijskih dejavnostih.