नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया: निवास स्थान, कार्य

बैक्टीरिया हर किसी के लिए एक परिचित अवधारणा है। पनीर और दही का उत्पादन, एंटीबायोटिक्स, अपशिष्ट जल उपचार - यह सब एकल-कोशिका वाले जीवाणु जीवों को संभव बनाता है। आइए उन्हें बेहतर तरीके से जानते हैं।

बैक्टीरिया कौन हैं?

वन्यजीवों के इस साम्राज्य के प्रतिनिधिप्रोकैरियोट्स का एकमात्र समूह है - जीव जिनके कोशिकाओं में एक नाभिक की कमी होती है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि उनमें वंशानुगत जानकारी बिल्कुल भी नहीं है। डीएनए अणु कोशिका के साइटोप्लाज्म में स्वतंत्र रूप से स्थित होते हैं और एक झिल्ली से घिरे नहीं होते हैं।

चूंकि उनके आकार सूक्ष्म हैं - 20 तकमाइक्रोबायोलॉजी के विज्ञान द्वारा माइक्रोन, बैक्टीरिया का अध्ययन किया जाता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि प्रोकैरियोट एककोशिकीय हो सकते हैं या कालोनियाँ बन सकते हैं। उनके पास एक आदिम संरचना है। नाभिक के अलावा, बैक्टीरिया सभी प्रकार के प्लास्टिड्स से रहित होते हैं, गोल्गी कॉम्प्लेक्स, ईपीएस, लाइसोसोम और माइटोकॉन्ड्रिया। लेकिन इसके बावजूद, बैक्टीरिया कोशिका सबसे महत्वपूर्ण महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को पूरा करने में सक्षम है: ऑक्सीजन, हेटरोट्रॉफिक और ऑटोट्रॉफ़िक पोषण, अलैंगिक प्रजनन और प्रतिकूल परिस्थितियों के अनुभव के दौरान अल्सर के गठन के बिना अवायवीय श्वसन।

बैक्टीरिया की कक्षाएं

वर्गीकरण विभिन्न विशेषताओं पर आधारित है। उनमें से एक कोशिकाओं का आकार है। तो, vibrios में अल्पविराम का रूप होता है, cocci का एक गोल आकार होता है। स्पिरिला में एक सर्पिल आकार होता है, और बेसिली में एक रॉड जैसी आकृति होती है।

इसके अलावा, सेल संरचना की विशेषताओं के आधार पर बैक्टीरिया को समूहों में जोड़ा जाता है। असली लोग अपने स्वयं के कोशिकाओं के चारों ओर एक श्लेष्म कैप्सूल बनाने में सक्षम हैं और फ्लैजेला से लैस हैं।

साइनोबैक्टीरिया, या नीला-हरा शैवाल, प्रकाश संश्लेषण में सक्षम हैं और, कवक के साथ मिलकर, लाइकेन का हिस्सा हैं।

कई प्रकार के जीवाणु सहजीवन में सक्षम हैं -जीवों के परस्पर लाभकारी सहवास। नाइट्रोजन फिक्सर्स फलियां और अन्य पौधों की जड़ों पर बसते हैं, जो नोड्यूल बनाते हैं। यह अनुमान लगाना आसान है कि नोड्यूल बैक्टीरिया क्या कार्य करते हैं। वे वायुमंडलीय नाइट्रोजन को परिवर्तित करते हैं, जो पौधों के विकास के लिए बहुत आवश्यक है।

भोजन

प्रोकैरियोट्स जीवों का एक समूह है जोसभी भोजन उपलब्ध हैं। तो, हरे और बैंगनी बैक्टीरिया सौर ऊर्जा के कारण, स्वपोषी रूप से भोजन करते हैं। प्लास्टिड्स की उपस्थिति के कारण, उन्हें अलग-अलग रंगों में रंगा जा सकता है, लेकिन उनमें जरूरी क्लोरोफिल होता है। बैक्टीरियल और पौधे प्रकाश संश्लेषण काफी भिन्न होते हैं। बैक्टीरिया में, पानी एक आवश्यक अभिकर्मक नहीं है। हाइड्रोजन या हाइड्रोजन सल्फाइड एक इलेक्ट्रॉन दाता के रूप में काम कर सकते हैं, इसलिए, इस प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीजन जारी नहीं किया जाता है।

बैक्टीरिया का एक बड़ा समूह हेटरोट्रॉफ़िक रूप से भोजन करता है, अर्थात। ई। तैयार जैविक पदार्थों द्वारा। इस तरह के जीव पोषण के लिए मृत जीवों के अवशेष और उनके अपशिष्ट उत्पादों का उपयोग करते हैं। क्षय और किण्वन बैक्टीरिया सभी ज्ञात कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने में सक्षम हैं। ऐसे जीवों को सैप्रोट्रॉफ़्स भी कहा जाता है।

कुछ पौधे जीवाणु बना सकते हैंअन्य जीवों के साथ सहजीवन: कवक के साथ, वे फफूंद की जड़ों के साथ लाइकेन, नाइट्रोजन-फिक्सिंग नोड्यूल बैक्टीरिया परस्पर सह-अस्तित्व का हिस्सा हैं।

chemotroph

भोजन के प्रकार से एक और समूह हैंरसोपोषी। यह एक प्रकार का ऑटोट्रॉफ़िक पोषण है, जिसके दौरान सौर ऊर्जा के बजाय, विभिन्न पदार्थों के रासायनिक बांडों की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया ऐसे जीवों के हैं। वे कुछ अकार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण करते हैं, जबकि स्वयं को आवश्यक मात्रा में ऊर्जा प्रदान करते हैं।

नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया: निवास स्थान

सूक्ष्मजीव उसी तरह फ़ीड करते हैं,नाइट्रोजन यौगिकों को परिवर्तित करने में सक्षम। उन्हें नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया कहा जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि बैक्टीरिया हर जगह रहते हैं, इस विशेष प्रजाति का निवास स्थान मिट्टी है। अधिक सटीक, फलियां की जड़ें।

संरचना

नोड्यूल बैक्टीरिया का कार्य क्या है? यह उनकी संरचना के कारण है। नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया स्पष्ट रूप से नग्न आंखों को दिखाई देते हैं। फलियां और अनाज की जड़ों पर बसने से, वे पौधे को भेदते हैं। इस मामले में, मोटा होना बनता है, जिसके अंदर चयापचय होता है।

यह कहा जाना चाहिए कि नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरियापरस्परवादियों के समूह से संबंधित हैं। अन्य जीवों के साथ उनका सह-अस्तित्व परस्पर लाभकारी है। प्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे एक कार्बोहाइड्रेट, ग्लूकोज को संश्लेषित करता है, जो महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है। बैक्टीरिया इस प्रक्रिया में सक्षम नहीं हैं, इसलिए तैयार शक्कर फलियों से प्राप्त की जाती है।

जीवित रहने के लिए पौधों को नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। प्रकृति में इस पदार्थ की काफी बड़ी मात्रा है। उदाहरण के लिए, हवा में नाइट्रोजन की मात्रा 78% है। हालांकि, इस अवस्था में, पौधे इस पदार्थ को अवशोषित करने में असमर्थ होते हैं। नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया वायुमंडलीय नाइट्रोजन को आत्मसात करते हैं और इसे पौधों के लिए उपयुक्त रूप में परिवर्तित करते हैं।

उत्पादकता

नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया का कार्य क्या है,केमोट्रॉफिक जीवाणु एज़ोस्पिरिलम के उदाहरण पर देखा जा सकता है। यह जीव अनाज की जड़ों पर रहता है: जौ या गेहूं। उन्हें नाइट्रोजन उत्पादकों के बीच नेता कहा जाता है। यह इस तत्व की 60 किलोग्राम प्रति हेक्टेयर जमीन देने में सक्षम है।

नाइट्रोजन-फिक्सिंग फलियां जैसेrhizobitums, sinorizobiums और अन्य भी अच्छे "श्रमिक" हैं। वे नाइट्रोजन के साथ 390 हेक्टेयर तक की एक हेक्टेयर भूमि को समृद्ध करने में सक्षम हैं। बारहमासी फलियां नाइट्रोजन गठन के विजेताओं के लिए घर हैं, जिनकी उत्पादकता कृषि योग्य भूमि के प्रति हेक्टेयर 560 किलोग्राम तक पहुंच जाती है।

जीवन का चक्र

विशिष्ट विशेषताओं द्वारा सभी नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरियामहत्वपूर्ण प्रक्रियाओं को दो समूहों में जोड़ा जा सकता है। पहला समूह नाइट्राइजिंग है। इस मामले में चयापचय का सार रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला है। अमोनियम, या अमोनिया, नाइट्राइट में परिवर्तित होता है - नाइट्रिक एसिड के लवण। नाइट्राइट, बदले में, नाइट्रेट में परिवर्तित हो जाते हैं, जो इस यौगिक के लवण भी हैं। नाइट्रेट के रूप में, नाइट्रोजन पौधों की जड़ प्रणाली द्वारा बेहतर अवशोषित होती है।

दूसरे समूह को डेनिट्रिटियर कहा जाता है। वे विपरीत प्रक्रिया को अंजाम देते हैं: मिट्टी में निहित नाइट्रेट नाइट्रोजन गैस में परिवर्तित हो जाते हैं। इस प्रकार, प्रकृति में नाइट्रोजन चक्र होता है।

जीवन प्रक्रियाओं में भी शामिल हैंप्रजनन प्रक्रिया। यह दो में कोशिकाओं को विभाजित करके होता है। बहुत कम अक्सर - नवोदित द्वारा। बैक्टीरिया की विशेषता और एक यौन प्रक्रिया जिसे संयुग्मन कहा जाता है। इस मामले में, आनुवंशिक जानकारी का आदान-प्रदान होता है।

चूंकि रूट सिस्टम कई मूल्यवान रिलीज करता हैपदार्थ, जीवाणु इस पर बहुत अधिक बसते हैं। वे पौधों के अवशेषों को ऐसे पदार्थों में बदलते हैं जिन्हें पौधे अवशोषित कर सकते हैं। नतीजतन, इसके चारों ओर की मिट्टी की परत कुछ गुणों को प्राप्त करती है। इसे राइजोस्फीयर कहा जाता है।

बैक्टीरिया को जड़ में प्रवेश करने के लिए मार्ग

लागू करने के कई तरीके हैंजड़ प्रणाली के ऊतक में जीवाणु कोशिकाएं। यह पूर्णांक ऊतकों या उन स्थानों पर क्षति के कारण हो सकता है जहां जड़ कोशिकाएं युवा होती हैं। जड़ बाल क्षेत्र भी संयंत्र में प्रवेश करने के लिए chemotrophs के लिए एक मार्ग है। इसके अलावा, जड़ के बाल संक्रमित हो जाते हैं और बैक्टीरिया कोशिकाओं के सक्रिय विभाजन के परिणामस्वरूप नोड्यूल बन जाते हैं। आक्रमण कोशिकाएं संक्रामक धागे बनाती हैं, जो पौधे के ऊतकों में प्रवेश की प्रक्रिया को जारी रखती हैं। जीवाणु नोड्यूल का संचालन प्रणाली द्वारा जड़ से जुड़ा हुआ है। समय के साथ, उनमें एक विशेष पदार्थ दिखाई देता है - लेगहीमोग्लोबिन।

इष्टतम गतिविधि के प्रकटीकरण के समय तक, नोड्यूल एक गुलाबी रंग (वर्णक लेगैमोग्लोबिन के कारण) का अधिग्रहण करते हैं। केवल वे बैक्टीरिया जिनमें लेगहीमोग्लोबिन होते हैं, वे नाइट्रोजन को ठीक करने में सक्षम होते हैं।

केमोट्रॉफ्स का मूल्य

लोगों ने लंबे समय से देखा है कि यदि आप फलियां खोदते हैंमिट्टी वाले पौधे, इस जगह की पैदावार बेहतर होगी। यह वास्तव में जुताई प्रक्रिया के बारे में नहीं है। ऐसी मिट्टी नाइट्रोजन के साथ अधिक समृद्ध होती है, जो पौधों की वृद्धि और विकास के लिए बहुत आवश्यक है।

यदि पत्ती को ऑक्सीजन का कारखाना कहा जाता है, तो नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया को नाइट्रेट कारखाने कहा जा सकता है।

19 वीं शताब्दी में, वैज्ञानिकों ने ध्यान आकर्षित कियाफलियों की अद्भुत क्षमता। ज्ञान की कमी के कारण, उन्हें केवल पौधों के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था और अन्य जीवों से जुड़े नहीं थे। यह सुझाव दिया गया है कि पत्तियां वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक कर सकती हैं। प्रयोगों के दौरान, यह पाया गया कि पानी में उगने वाली फलियां इस क्षमता को खो देती हैं। 15 वर्षों से यह सवाल एक रहस्य बना हुआ है। किसी ने अनुमान नहीं लगाया कि नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया, जिनके निवास का अध्ययन नहीं किया गया था, यह सब कर रहा था। यह पता चला कि मामला जीवों के सहजीवन में है। केवल एक साथ फलियां और बैक्टीरिया पौधों के लिए नाइट्रेट्स का उत्पादन कर सकते हैं।

वैज्ञानिकों ने अब 200 से अधिक पौधों की पहचान की हैफलियां परिवार से संबंधित नहीं हैं, लेकिन नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के साथ सहजीवन बनाने में सक्षम हैं। आलू, शर्बत, गेहूं में भी मूल्यवान गुण हैं।