Τα βακτήρια είναι μια έννοια γνωστή σε όλους. Λήψη τυριού και γιαουρτιού, αντιβιοτικών, επεξεργασίας λυμάτων - όλα αυτά γίνονται δυνατά από μονοκύτταρους βακτηριακούς οργανισμούς. Ας τους γνωρίσουμε καλύτερα.
Ποιά είναι τα βακτήρια;
Οι εκπρόσωποι αυτού του βασιλείου της άγριας ζωής είναι η μόνη ομάδα προκαρυωτικών - οργανισμών των οποίων τα κύτταρα δεν διαθέτουν πυρήνα. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι δεν περιέχουν καθόλου κληρονομικές πληροφορίες. Τα μόρια DNA είναι ελεύθερα στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου και δεν περιβάλλονται από μεμβράνη.
Δεδομένου ότι τα μεγέθη τους είναι μικροσκοπικά - έως 20 μικρά, τα βακτήρια μελετώνται από την επιστήμη της μικροβιολογίας. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι οι προκαρυώτες μπορεί να είναι μονοκύτταροι ή να ενώνονται σε αποικίες. Έχουν μια μάλλον πρωτόγονη δομή. Εκτός από τον πυρήνα, τα βακτήρια στερούνται όλων των τύπων πλαστιδίων, το σύμπλεγμα Golgi, το EPS, τα λυσοσώματα και τα μιτοχόνδρια. Ωστόσο, παρά το γεγονός αυτό, το βακτηριακό κύτταρο είναι σε θέση να πραγματοποιήσει τις πιο σημαντικές διεργασίες της ζωής: αναερόβια αναπνοή χωρίς τη χρήση οξυγόνου, ετερότροφη και αυτότροφη διατροφή, ασεξουαλική αναπαραγωγή και σχηματισμό κύστεων κατά την εμπειρία δυσμενών συνθηκών.συνθήκες.
Τάξεις βακτηρίων
Η ταξινόμηση βασίζεται σε διαφορετικά χαρακτηριστικά. Ένα από αυτά είναι το σχήμα των κυττάρων. Έτσι, τα vibrios έχουν τη μορφή κόμματος, κόκκοι - στρογγυλεμένο σχήμα. Οι σπείρες έχουν σπειροειδές σχήμα και οι βάκιλλοι έχουν σχήμα ράβδου.
Επιπλέον, τα βακτήρια συνδυάζονται σε ομάδες ανάλογα με τα δομικά χαρακτηριστικά του κυττάρου. Τα αληθινά μπορούν να σχηματίσουν μια γλοιώδη κάψουλα γύρω από το δικό τους κύτταρο και είναι εξοπλισμένα με μαστίγια.
Τα κυανοβακτήρια, ή τα γαλαζοπράσινα φύκια, είναι ικανά για φωτοσύνθεση και, μαζί με μύκητες, αποτελούν μέρος των λειχήνων.
Πολλά είδη βακτηρίων είναι ικανά για συμβίωση - αμοιβαία επωφελής συμβίωση των οργανισμών. Οι σταθεροποιητές αζώτου εγκαθίστανται στις ρίζες των οσπρίων και άλλων φυτών, σχηματίζοντας οζίδια. Είναι εύκολο να μαντέψει κανείς ποια λειτουργία εκτελούν τα βακτήρια των όζων. Μετατρέπουν το ατμοσφαιρικό άζωτο, το οποίο είναι τόσο απαραίτητο για την ανάπτυξη των φυτών.
Μέθοδοι Διατροφής
Οι προκαρυώτες είναι μια ομάδα οργανισμών που έχουν πρόσβαση σε όλα τα είδη τροφής. Έτσι, τα πράσινα και μοβ βακτήρια τρέφονται αυτοτροφικά, λόγω της ηλιακής ενέργειας. Λόγω της παρουσίας πλαστιδίων, μπορούν να βαφτούν σε διάφορα χρώματα, αλλά απαραίτητα περιέχουν χλωροφύλλη. Η βακτηριακή και η φυτική φωτοσύνθεση διαφέρουν θεμελιωδώς. Στα βακτήρια, το νερό δεν είναι απαραίτητο αντιδραστήριο. Ο δότης ηλεκτρονίων μπορεί να είναι υδρογόνο ή υδρόθειο, επομένως το οξυγόνο δεν απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας.
Μια μεγάλη ομάδα βακτηρίων τρέφεται ετερότροφα, δηλαδή έτοιμες οργανικές ουσίες. Τέτοιοι οργανισμοί χρησιμοποιούν τα υπολείμματα νεκρών οργανισμών για τροφή καιπροϊόντα της ζωής τους. Τα βακτήρια της αποσύνθεσης και της ζύμωσης είναι ικανά να αποσυνθέσουν όλες τις γνωστές οργανικές ουσίες. Τέτοιοι οργανισμοί ονομάζονται επίσης σαπρότροφοι.
Μερικά φυτικά βακτήρια μπορούν να σχηματίσουν συμβίωση με άλλους οργανισμούς: μαζί με τους μύκητες, αποτελούν μέρος των λειχήνων, τα βακτήρια των οζιδίων που δεσμεύουν το άζωτο συνυπάρχουν αμοιβαία ευεργετικά με τις ρίζες των οσπρίων.
Χημειοτροφικά
Τα χημειοτροφικά είναι μια άλλη ομάδα τροφίμων. Πρόκειται για ένα είδος αυτοτροφικής διατροφής, κατά την οποία, αντί της ηλιακής ενέργειας, χρησιμοποιείται η ενέργεια των χημικών δεσμών διαφόρων ουσιών. Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο είναι ένας τέτοιος οργανισμός. Οξειδώνουν ορισμένες ανόργανες ενώσεις, ενώ παρέχουν στον εαυτό τους την απαραίτητη ποσότητα ενέργειας.
Βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο: βιότοπος
Μικροοργανισμοί ικανοί να μετατρέπουν ενώσεις αζώτου τρέφονται επίσης με παρόμοιο τρόπο. Ονομάζονται βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο. Παρά το γεγονός ότι τα βακτήρια ζουν παντού, ο βιότοπος του συγκεκριμένου είδους είναι το έδαφος, ή μάλλον οι ρίζες των ψυχανθών.
Κτίριο
Ποια είναι η λειτουργία των βακτηρίων των οζιδίων; Οφείλεται στη δομή τους. Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο είναι καθαρά ορατά με γυμνό μάτι. Εγκαθιστώντας στις ρίζες των οσπρίων και των δημητριακών, διεισδύουν στο φυτό. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζονται πάχυνση, μέσα στα οποία λαμβάνει χώρα ο μεταβολισμός.
Πρέπει να ειπωθεί ότι τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο ανήκουν στην ομάδα των αλληλοβοηθών. Η συνύπαρξή τους με άλλους οργανισμούς είναι αμοιβαία επωφελής. ΣΤΟΚατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης, το φυτό συνθέτει γλυκόζη υδατανθράκων, η οποία είναι απαραίτητη για τις διαδικασίες της ζωής. Τα βακτήρια δεν είναι ικανά για μια τέτοια διαδικασία, επομένως τα έτοιμα σάκχαρα λαμβάνονται από όσπρια.
Τα φυτά χρειάζονται άζωτο για να ζήσουν. Υπάρχουν αρκετά από αυτή την ουσία στη φύση. Για παράδειγμα, η περιεκτικότητα του αέρα σε άζωτο είναι 78%. Ωστόσο, σε αυτή την κατάσταση, τα φυτά δεν είναι σε θέση να απορροφήσουν αυτή την ουσία. Τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο απορροφούν το ατμοσφαιρικό άζωτο και το μετατρέπουν σε μορφή κατάλληλη για τα φυτά.
Απόδοση
Ποια είναι η λειτουργία των βακτηρίων που δεσμεύουν το άζωτο μπορεί να φανεί στο παράδειγμα του χημειοτροφικού βακτηρίου azospillum. Αυτός ο οργανισμός ζει στις ρίζες των δημητριακών: κριθάρι ή σιτάρι. Δικαίως ονομάζεται ηγέτης μεταξύ των παραγωγών αζώτου. Σε ένα εκτάριο γης, μπορεί να δώσει έως και 60 κιλά αυτού του στοιχείου.
Αζωτοδεσμευτικά βακτήρια των οσπρίων, όπως τα ριζόβιτα, τα σινοριζόβια και άλλα, είναι επίσης καλοί «εργάτες». Είναι σε θέση να εμπλουτίσουν ένα εκτάριο γης με άζωτο βάρους έως 390 κιλά. Τα πολυετή όσπρια φιλοξενούν τους νικητές του σχηματισμού αζώτου, των οποίων η παραγωγικότητα φτάνει έως και τα 560 κιλά ανά εκτάριο καλλιεργήσιμης γης.
Διαδικασίες ζωής
Όλα τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά των διαδικασιών ζωής μπορούν να συνδυαστούν σε δύο ομάδες. Η πρώτη ομάδα είναι νιτροποιητική. Η ουσία του μεταβολισμού σε αυτή την περίπτωση είναι μια αλυσίδα χημικών μετασχηματισμών. Το αμμώνιο, ή η αμμωνία, μετατρέπεται σε νιτρώδη - άλατα νιτρικού οξέος. Τα νιτρώδη, με τη σειρά τους, μετατρέπονται σε νιτρικά,είναι επίσης άλατα αυτής της ένωσης. Με τη μορφή νιτρικών αλάτων, το άζωτο απορροφάται καλύτερα από το ριζικό σύστημα των φυτών.
Η δεύτερη ομάδα ονομάζεται απονιτροποιητές. Εκτελούν την αντίστροφη διαδικασία: τα νιτρικά που περιέχονται στο έδαφος μετατρέπονται σε αέριο άζωτο. Έτσι συμβαίνει ο κύκλος του αζώτου στη φύση.
Οι διαδικασίες της ζωής περιλαμβάνουν επίσης τη διαδικασία της αναπαραγωγής. Εμφανίζεται με κυτταρική διαίρεση στα δύο. Πολύ λιγότερο συχνά - με εκβλάστηση. Χαρακτηριστικό για τα βακτήρια και τη σεξουαλική διαδικασία, η οποία ονομάζεται σύζευξη. Σε αυτή την περίπτωση, πραγματοποιείται η ανταλλαγή γενετικών πληροφοριών.
Δεδομένου ότι το ριζικό σύστημα απελευθερώνει πολλές πολύτιμες ουσίες, πολλά βακτήρια εγκαθίστανται πάνω του. Μετατρέπουν τα φυτικά υπολείμματα σε ουσίες που μπορούν να απορροφήσουν τα φυτά. Ως αποτέλεσμα, το στρώμα του εδάφους γύρω αποκτά ορισμένες ιδιότητες. Ονομάζεται ριζόσφαιρα.
Διαδρομές εισόδου βακτηρίων στη ρίζα
Υπάρχουν διάφοροι τρόποι εισαγωγής βακτηριακών κυττάρων στους ιστούς του ριζικού συστήματος. Αυτό μπορεί να συμβεί λόγω βλάβης στους ιστούς του περιβλήματος ή σε μέρη όπου τα κύτταρα της ρίζας είναι νεαρά. Η ζώνη της τρίχας της ρίζας είναι επίσης μια οδός εισόδου χημειοτροφικών στο φυτό. Περαιτέρω, οι τρίχες της ρίζας μολύνονται και, ως αποτέλεσμα της ενεργού διαίρεσης των βακτηριακών κυττάρων, σχηματίζονται οζίδια. Τα κύτταρα που εισβάλλουν σχηματίζουν μολυσματικά νήματα που συνεχίζουν τη διαδικασία διείσδυσης στους φυτικούς ιστούς. Με τη βοήθεια ενός αγώγιμου συστήματος, βακτηριακά οζίδια συνδέονται με τη ρίζα. Με την πάροδο του χρόνου, εμφανίζεται μια ειδική ουσία σε αυτά -legoglobin.
Μέχρι την εκδήλωση της βέλτιστης δραστηριότητας, τα οζίδια αποκτούν ροζ χρώμα (λόγω της χρωστικής λεγοσφαιρίνης). Μόνο εκείνα τα βακτήρια που περιέχουν λεγοσφαιρίνη μπορούν να διορθώσουν το άζωτο.
Η σημασία των χημειοτροφικών
Οι άνθρωποι έχουν από καιρό παρατηρήσει ότι αν σκάψετε όσπρια με χώμα, η συγκομιδή σε αυτό το μέρος θα είναι καλύτερη. Στην πραγματικότητα, η ουσία δεν είναι στη διαδικασία του οργώματος. Αυτό το έδαφος είναι περισσότερο εμπλουτισμένο με άζωτο, το οποίο είναι τόσο απαραίτητο για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη των φυτών.
Αν το φύλλο ονομάζεται εργοστάσιο οξυγόνου, τότε τα βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο μπορούν δικαίως να ονομαστούν εργοστάσιο νιτρικών.
Ακόμη και τον 19ο αιώνα, οι επιστήμονες επέστησαν την προσοχή στις εκπληκτικές ικανότητες των ψυχανθών φυτών. Λόγω έλλειψης γνώσεων, αποδίδονταν μόνο σε φυτά και δεν συνδέονταν με άλλους οργανισμούς. Έχει προταθεί ότι τα φύλλα μπορούν να σταθεροποιήσουν το ατμοσφαιρικό άζωτο. Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, διαπιστώθηκε ότι τα όσπρια που φύτρωναν στο νερό χάνουν αυτή την ικανότητα. Για περισσότερα από 15 χρόνια, αυτή η ερώτηση παρέμενε μυστήριο. Κανείς δεν μάντευε ότι όλα αυτά πραγματοποιήθηκαν από βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο, ο βιότοπος των οποίων δεν είχε μελετηθεί. Αποδείχθηκε ότι η ύλη βρίσκεται στη συμβίωση των οργανισμών. Μόνο μαζί τα όσπρια και τα βακτήρια μπορούν να παράγουν νιτρικά για τα φυτά.
Τώρα οι επιστήμονες έχουν εντοπίσει περισσότερα από 200 φυτά που δεν ανήκουν στην οικογένεια των ψυχανθών, αλλά είναι σε θέση να σχηματίσουν συμβίωση με βακτήρια που δεσμεύουν το άζωτο. Πολύτιμες ιδιότητες έχουν και οι πατάτες, το σόργο, το σιτάρι.
