Hoe word die lewensprosesse van bakterieë wat verskeie stowwe chemosinteer maak, gerangskik en uitgevoer? Om hierdie vrae te beantwoord, moet jy 'n aantal biologiese konsepte verstaan.
Kenmerkende kenmerke van bakterieë
Eers, kom ons vind uit wie die bakterieë is. Dit is die hele koninkryk van wild. Hulle is eensellige organismes van mikroskopiese grootte wat nie 'n kern het nie. Maar dit beteken nie dat bakterieë oor die algemeen nie strukture het wat verantwoordelik is vir die oordrag van oorerflike inligting nie. Dit het net 'n meer primitiewe organisasie. Dit is sirkelvormige DNA-molekules wat gekonsentreer is in 'n spesifieke deel van die sitoplasma wat die nukleoïed genoem word.
Die essensie van outotrofiese voeding
Chemosintetiese bakterieë, waarvan voorbeelde in ons artikel bespreek sal word, produseer onafhanklik organiese stowwe. Hulle is outotrofe, soos plante. Laasgenoemde gebruik egter die energie van sonlig hiervoor. Die teenwoordigheid van groen plastiede van chloroplaste stel hulle in staat om die proses van fotosintese uit te voer. Die essensie daarvan lê in die vorming van glukose koolhidrate uitanorganiese stowwe - water en koolstofdioksied. Nog 'n produk van hierdie chemiese reaksie is suurstof. Bakterieë is ook outotrofe. Maar hulle het nie sonlig nodig om energie te kry nie. Hulle voer 'n ander proses uit – chemosintese.
Wat is chemosintese
Chemosintese is die proses van vorming van organiese stowwe as gevolg van die voorkoms van redoksreaksies. Dit word slegs deur prokariote in die natuur uitgevoer. Chemosintetiese bakterieë kan swael-, stikstof- en ysterverbindings gebruik om organiese stowwe te sintetiseer. Dit stel energie vry, wat eers in ATP-bindings opgehoop word, waarna dit deur bakteriese selle gebruik kan word.
Chemosintetiese bakterieë: habitat
Aangesien die lewe van chemotrofe nie van die teenwoordigheid van sonlig afhang nie, is hul verspreidingsgebied redelik wyd. Swaelbakterieë kan byvoorbeeld op groot dieptes leef, en is soms die enigste verteenwoordigers van lewende wesens daar. Die habitat van hierdie prokariote is meestal grond, afvalwater en substrate ryk aan sekere chemiese verbindings.
Ysterbakterieë
Chemosintetiese bakterieë sluit prokariote in wat die samestelling van ysterverbindings verander. Hulle is in 1950 deur die uitstaande Russiese mikrobioloog Sergei Nikolaevich Vinogradsky ontdek. Hierdie tipe bakterieë tydens die oksidasiereaksie verander die oksidasietoestand van yster, wat dit driewaardig maak. Hulle leef in vars en sout water. In die natuur voer hulle die siklus van yster innatuur, en in die industrie word gebruik om suiwer koper te vervaardig. Hierdie tipe bakterieë behoort ook aan lito-outotrofe, wat in staat is om sommige elemente van hul selle uit koolsuur te sintetiseer.
Swawelbakterieë
Bakterieë, chemosintetisering van stowwe uit swaelverbindings, kan afsonderlik aan die onderkant van waterliggame bestaan of 'n simbiose met weekdiere en mariene ongewerwelde diere vorm. Hulle gebruik waterstofsulfied, sulfiede, tioniese sure of molekulêre swael as die bron van oksidasie. Hierdie tipe bakterieë was die hoofdoel in die ontdekking en studie van die proses van chemosintese. Hierdie groep prokariote sluit ook sommige fototrofiese prokariote in. Byvoorbeeld, soos pers of groen swaelbakterieë.
Nitrifiserende bakterieë
Nitrifiserende bakterieë vestig op die wortels van peulplante. Chemosintetiese prokariote van hierdie groep oksideer ammoniak tot salpetersuur. Hierdie reaksie word in verskeie stadiums uitgevoer met die vorming van intermediêre stowwe. Daar is ook stikstofbindende bakterieë in die grond. Hulle leef op die wortels van peulplante. Deur die weefsels van die ondergrondse orgaan binnedring, vorm hulle kenmerkende verdikkings. Binne sulke formasies word 'n gunstige omgewing geskep vir die vloei van chemosintese. Die simbiose van plante met nodule bakterieë is wedersyds voordelig. Die eerste voorsien prokariote van organiese materiaal wat tydens fotosintese verkry is. Bakterieë, aan die ander kant, is in staat om atmosferiese stikstof te bind en dit om te skakel in 'n vorm wat toeganklik is virplante.
Hoekom is hierdie proses so belangrik? Inderdaad, in die atmosfeer is die konsentrasie stikstof redelik hoog en beloop 78%. Maar in hierdie vorm kan plante nie hierdie stof absorbeer nie. Plante benodig stikstof vir wortelontwikkeling. In hierdie situasie kom knopbakterieë tot die redding, wat dit in 'n nitraat- en ammoniumvorm verander.
Thion-bakterieë
Thion-prokariote is ook chemosintetiese bakterieë. Hul energiebron is verskeie swaelverbindings. Hierdie tipe bakterieë reduseer hulle tot swaelsuur. Hierdie reaksie gaan gepaard met 'n aansienlike afname in die pH van die medium. Tioniese bakterieë behoort tot die groep asidofiele. Dit sluit organismes in wat in toestande van hoë suurheid kan oorleef. Sulke toestande is tipies vir moerasse. Saam met die thianaceae bestaan hierdie groep uit melk- en asynsuurbakterieë, flagellate en rotifers.
Waterstofbakterieë
Hierdie tipe prokariote is grondbewoners. Hulle oksideer molekulêre waterstof na water met die vrystelling van energie. Sulke bakterieë word ook by die groep termofiele ingesluit. Dit beteken dat hulle by hoë temperature, wat 50 grade Celsius kan bereik, kan oorleef. Hierdie vermoë van waterstofbakterieë is te danke aan die feit dat hulle spesiale ensieme afskei wat selfs in sulke toestande funksioneer.
Rolchemosintetiese bakterieë
Chemotrofe speel 'n groot rol in die komplekse prosesse van transformasie en sirkulasie van die ooreenstemmende chemikalieë in die natuur. Aangesien waterstofsulfied en ammoniak redelik giftige stowwe is, is dit nodig om dit te neutraliseer. Dit word ook deur chemotrofiese bakterieë uitgevoer. In die loop van chemiese transformasies word stowwe wat nodig is vir ander organismes gevorm, wat hul normale groei en ontwikkeling moontlik maak. Groot afsettings van yster- en mangaanerts op die bodem van die see en moerasse ontstaan as gevolg van die aktiwiteit van chemotrofe. Naamlik ysterbakterieë.
Die mens het geleer om die unieke eienskappe van chemotrofe in hul aktiwiteite te gebruik. Byvoorbeeld, met die hulp van swaelbakterieë maak hulle afvalwater skoon van waterstofsulfied, beskerm metaal- en betonpype teen korrosie en grond teen versuring.
Dus, chemosintetiese bakterieë is spesiale prokariote wat in staat is om toepaslike chemiese reaksies onder anaërobiese toestande uit te voer. Hierdie organismes oksideer stowwe. Die energie wat in hierdie geval vrygestel word, word eers in ATP-bindings gestoor, en dan gebruik om lewensprosesse uit te voer. Die belangrikste is yster-, swael- en stikstofbindende bakterieë. Hulle leef in beide water- en grondomgewings. Chemotrofe is 'n onontbeerlike skakel in die siklus van stowwe, voorsien lewende organismes van die nodige stowwe en word wyd deur mense gebruik in hul ekonomiese en industriële aktiwiteite.
