Les bactéries sont un concept familier à tout le monde. Production de fromages et de yaourts, antibiotiques, traitement des eaux usées - tout cela rend possible des organismes bactériens unicellulaires. Apprenons à mieux les connaître.
Qui sont les bactéries?
Les représentants de ce royaume de la faunesont le seul groupe de procaryotes - organismes dont les cellules n'ont pas de noyau. Mais cela ne signifie pas qu'ils ne contiennent pas du tout d'informations héréditaires. Les molécules d'ADN sont librement localisées dans le cytoplasme de la cellule et ne sont pas entourées d'une membrane.
Puisque leurs tailles sont microscopiques - jusqu'à 20microns, les bactéries sont étudiées par la science de la microbiologie. Les scientifiques ont découvert que les procaryotes peuvent être unicellulaires ou former des colonies. Ils ont une structure plutôt primitive. En plus du noyau, les bactéries sont dépourvues de tous les types de plastes, du complexe de Golgi, de l'EPS, des lysosomes et des mitochondries. Mais malgré cela, la cellule bactérienne est capable de réaliser les processus vitaux les plus importants: respiration anaérobie sans utilisation d'oxygène, nutrition hétérotrophique et autotrophique, reproduction asexuée et formation de kystes lors de l'expérience de conditions défavorables.
Classes de bactéries
La classification est basée sur différentes caractéristiques. L'un d'eux est la forme des cellules. Ainsi, les vibrions ont la forme d'une virgule, les cocci ont une forme arrondie. Les spirilles ont une apparence en spirale et les bacilles ont la forme d'une tige.
De plus, les bactéries sont combinées en groupes en fonction des caractéristiques de la structure cellulaire. Les vrais sont capables de former une capsule muqueuse autour de leurs propres cellules et sont équipés de flagelles.
Les cyanobactéries, ou algues bleu-vert, sont capables de photosynthèse et, avec les champignons, font partie des lichens.
De nombreux types de bactéries sont capables de symbiose -cohabitation mutuellement bénéfique des organismes. Les fixateurs d'azote se déposent sur les racines des légumineuses et d'autres plantes, formant des nodules. Il est facile de deviner la fonction des bactéries nodulaires. Ils convertissent l'azote atmosphérique, si nécessaire au développement des plantes.
Repas
Les procaryotes sont un groupe d'organismes quitous les repas sont disponibles. Ainsi, les bactéries vertes et violettes se nourrissent de manière autotrophique, grâce à l'énergie solaire. En raison de la présence de plastes, ils peuvent être colorés de différentes couleurs, mais ils contiennent nécessairement de la chlorophylle. La photosynthèse bactérienne et végétale est très différente. Chez les bactéries, l'eau n'est pas un réactif essentiel. L'hydrogène ou le sulfure d'hydrogène peuvent servir de donneur d'électrons; par conséquent, l'oxygène n'est pas libéré pendant ce processus.
Un grand groupe de bactéries se nourrit de manière hétérotrophique, c'est-à-diree. par des substances organiques prêtes à l'emploi. Ces organismes utilisent les restes d'organismes morts et leurs déchets pour se nourrir. Les bactéries de décomposition et de fermentation sont capables de décomposer toutes les matières organiques connues. Ces organismes sont également appelés saprotrophes.
Certaines bactéries végétales peuvent se formersymbiose avec d'autres organismes: avec les champignons, ils font partie des lichens, les bactéries nodulaires fixatrices d'azote coexistent avec les racines des légumineuses.
Hémotrophes
Un autre groupe par type d'aliment sontchimiotrophes. Il s'agit d'un type de nutrition autotrophique, au cours de laquelle au lieu de l'énergie solaire, l'énergie des liaisons chimiques de diverses substances est utilisée. Les bactéries fixatrices d'azote appartiennent à ces organismes. Ils oxydent certains composés inorganiques, tout en se fournissant la quantité d'énergie nécessaire.
Bactéries fixatrices d'azote: habitat
Les micro-organismes se nourrissent de la même manière,capable de convertir des composés azotés. Ils sont appelés bactéries fixatrices d'azote. Malgré le fait que les bactéries vivent partout, l'habitat de cette espèce particulière est le sol. Plus précisément, les racines des légumineuses.
La structure
Quelle est la fonction des bactéries nodulaires?Cela est dû à leur structure. Les bactéries fixatrices d'azote sont clairement visibles à l'œil nu. S'installant sur les racines des légumineuses et des céréales, ils pénètrent dans la plante. Dans ce cas, des épaississements se forment, à l'intérieur desquels le métabolisme a lieu.
Il faut dire que les bactéries fixatrices d'azoteappartiennent au groupe des mutualistes. Leur coexistence avec d'autres organismes est mutuellement bénéfique. Lors de la photosynthèse, la plante synthétise un glucide, le glucose, nécessaire aux processus vitaux. Les bactéries ne sont pas capables de ce processus, de sorte que les sucres finis sont obtenus à partir de légumineuses.
Les plantes ont besoin d'azote pour vivre.Il y a une assez grande quantité de cette substance dans la nature. Par exemple, la teneur en azote de l'air est de 78%. Cependant, dans cet état, les plantes sont incapables d'absorber cette substance. Les bactéries fixatrices d'azote assimilent l'azote atmosphérique et le transforment en une forme adaptée aux plantes.
La performance
Quelle est la fonction des bactéries fixatrices d'azote,peut être vu sur l'exemple de la bactérie chimiotrophe azospirillum. Cet organisme vit sur les racines des céréales: orge ou blé. Il est à juste titre appelé le leader des producteurs d'azote. Il est capable de céder jusqu'à 60 kg de cet élément par hectare de terre.
Légumineuses fixatrices d'azote telles queles rhizobitums, les sinorizobiums et autres sont également de bons «ouvriers». Ils sont capables d'enrichir un hectare de terre avec de l'azote pesant jusqu'à 390 kg. Les légumineuses vivaces abritent les gagnants de la production d'azote, dont la productivité atteint jusqu'à 560 kg par hectare de terres arables.
Processus de la vie
Toutes les bactéries fixatrices d'azote par caractéristiques spécifiquesles processus vitaux peuvent être combinés en deux groupes. Le premier groupe est nitrifiant. L'essence du métabolisme dans ce cas est une chaîne de transformations chimiques. L'ammonium, ou ammoniac, est converti en nitrites - sels d'acide nitrique. Les nitrites, à leur tour, sont convertis en nitrates, qui sont également des sels de ce composé. Sous forme de nitrates, l'azote est mieux absorbé par le système racinaire des plantes.
Le deuxième groupe est appelé les dénitrificateurs. Ils effectuent le processus inverse: les nitrates contenus dans le sol sont convertis en azote gazeux. Ainsi, le cycle de l'azote se produit dans la nature.
Les processus de la vie comprennent égalementprocessus de reproduction. Cela se produit en divisant les cellules en deux. Beaucoup moins souvent - en bourgeonnant. Caractéristique des bactéries et processus sexuel appelé conjugaison. Dans ce cas, il y a échange d'informations génétiques.
Puisque le système racine libère de nombreuxsubstances, les bactéries s'y installent beaucoup. Ils transforment les résidus végétaux en substances que les plantes peuvent absorber. En conséquence, la couche de sol qui l'entoure acquiert certaines propriétés. Cela s'appelle la rhizosphère.
Voies d'entrée des bactéries dans la racine
Il existe plusieurs façons de mettre en œuvrecellules bactériennes dans les tissus du système racinaire. Cela peut se produire en raison de lésions des tissus tégumentaires ou dans des endroits où les cellules radiculaires sont jeunes. La zone des poils racinaires est également une voie permettant aux chimiotrophes d'entrer dans la plante. En outre, les poils des racines sont infectés et des nodules se forment à la suite de la division active des cellules bactériennes. Les cellules envahies forment des fils infectieux qui poursuivent le processus de pénétration dans les tissus végétaux. Les nodules bactériens sont connectés à la racine à l'aide du système conducteur. Au fil du temps, une substance spéciale apparaît en eux - la leghémoglobine.
Au moment de la manifestation d'une activité optimale, les nodules acquièrent une couleur rose (en raison du pigment leghémoglobine). Seules les bactéries contenant de la leghémoglobine sont capables de fixer l'azote.
La valeur des chimiotrophes
Les gens ont remarqué depuis longtemps que si vous déterrez des légumineusesplantes avec de la terre, la récolte à cet endroit sera meilleure. Il ne s'agit pas vraiment du processus de labour. Un tel sol est plus enrichi en azote, qui est si nécessaire à la croissance et au développement des plantes.
Si la feuille est appelée usine d'oxygène, les bactéries fixatrices d'azote peuvent à juste titre être appelées une usine de nitrate.
Au XIXe siècle, les scientifiques ont attiré l'attention surcapacités étonnantes des légumineuses. En raison du manque de connaissances, ils ont été attribués uniquement aux plantes et n'ont pas été associés à d'autres organismes. Il a été suggéré que les feuilles peuvent fixer l'azote atmosphérique. Au cours des expériences, il a été constaté que les légumineuses qui poussaient dans l'eau perdaient cette capacité. Depuis plus de 15 ans, cette question est restée un mystère. Personne n'a deviné que les bactéries fixatrices d'azote, dont l'habitat n'avait pas été étudié, faisaient tout cela. Il s'est avéré que la matière est dans la symbiose des organismes. Ce n'est qu'ensemble que les légumineuses et les bactéries peuvent produire des nitrates pour les plantes.
Les scientifiques ont maintenant identifié plus de 200 plantes quin'appartiennent pas à la famille des légumineuses, mais sont capables de former une symbiose avec des bactéries fixatrices d'azote. Les pommes de terre, le sorgho, le blé ont également des propriétés précieuses.
