Bakterier är ett välkänt koncept för alla. Ost- och yoghurtproduktion, antibiotika, avloppsrening - allt detta möjliggör enkelcelliga bakterieorganismer. Låt oss lära känna dem bättre.
Vem är bakterier?
Representanter för detta kungarike av levande naturär den enda gruppen av prokaryoter - organismer vars celler saknar en kärna. Men detta betyder inte att de inte innehåller ärftlig information alls. DNA-molekyler är fritt lokaliserade i cellens cytoplasma och omges inte av ett membran.
Eftersom deras storlekar är mikroskopiska - upp till 20mikron, bakterier studeras av vetenskapen om mikrobiologi. Forskare har funnit att prokaryoter kan vara encelliga eller bilda kolonier. De har en ganska primitiv struktur. Förutom kärnan saknar bakterier alla typer av plastider, Golgi-komplexet, EPS, lysosomer och mitokondrier. Men trots detta kan bakteriecellen utföra de viktigaste vitala processerna: anaerob andning utan användning av syre, heterotrofisk och autotrofisk näring, asexuell reproduktion och bildande av cyster under upplevelsen av ogynnsamma förhållanden.
Klasser av bakterier
Klassificeringen bygger på olika egenskaper. En av dem är formen på cellerna. Så, vibrationer har formen av komma, cocci har en rundad form. Spirillae är spiralformade och baciller är stavformade.
Dessutom kombineras bakterier i grupper beroende på cellstrukturens egenskaper. De verkliga är kapabla att bilda en slemkapsel runt sina egna celler och är utrustade med flagella.
Cyanobakterier eller blågröna alger kan fotosyntes och är tillsammans med svampar en del av lavar.
Många typer av bakterier kan symbios -ömsesidigt gynnsamt samliv av organismer. Kvävefixer sätter sig på rötter på baljväxter och andra växter och bildar knölar. Det är lätt att gissa vilken funktion nodulbakterierna utför. De konverterar atmosfäriskt kväve, vilket är så nödvändigt för växter att utvecklas.
Måltider
Prokaryoter är en grupp organismer somalla måltider är tillgängliga. Så gröna och lila bakterier matas autotrofiskt på grund av solenergi. På grund av förekomsten av plastider kan de färgas i olika färger, men de innehåller nödvändigtvis klorofyll. Bakterie- och växtfotosyntes är betydligt olika. I bakterier är vatten inte ett väsentligt reagens. Väte eller vätesulfid kan fungera som en elektrondonator, och därför frigörs inte syre under denna process.
En stor grupp bakterier matas heterotrofiskt, d.v.s.e. av färdiga organiska ämnen. Sådana organismer använder resterna av döda organismer och deras avfallsprodukter för näring. Ruttande och jäsande bakterier kan sönderdela allt känt organiskt material. Sådana organismer kallas också saprotrofer.
Vissa växtbakterier kan bildassymbios med andra organismer: tillsammans med svampar är de en del av lavar, kvävefikserande nodulbakterier samexisterar varandra med baljväxter.
kemoautotrof
En annan grupp efter typ av mat ärkemoautotrof. Detta är en typ av autotrofisk näring, i stället för solenergi, används energin från kemiska bindningar av olika ämnen. Kvävefixerande bakterier tillhör sådana organismer. De oxiderar vissa oorganiska föreningar, medan de förser sig med den nödvändiga mängden energi.
Kvävefixerande bakterier: livsmiljö
Mikroorganismer matas på samma sätt,kan omvandla kväveföreningar. De kallas kvävebindande bakterier. Trots det faktum att bakterier lever överallt är livsmiljön för denna speciella art jord. Mer exakt, rötterna av baljväxter.
struktur
Vad är funktionen hos nodulbakterier?Det beror på deras struktur. Kvävefixerande bakterier är tydligt synliga för blotta ögat. De slår sig ner på rötter av baljväxter och spannmål och penetrerar växten. I detta fall bildas förtjockningar, inom vilka metabolism äger rum.
Det bör sägas att kvävefixerande bakteriertillhör gruppen mutualister. Deras samexistens med andra organismer är ömsesidigt fördelaktigt. Under fotosyntesen syntetiserar växten ett kolhydrat, glukos, vilket är nödvändigt för vitala processer. Bakterier är inte kapabla till denna process, så det färdiga sockret erhålls från baljväxter.
Växter behöver kväve för att leva. Det finns en ganska stor mängd av detta ämne i naturen. Till exempel är kvävehalten i luften 78%. Men i detta tillstånd kan växter inte absorbera detta ämne. Kvävebindande bakterier assimilerar atmosfäriskt kväve och omvandlar det till en form som är lämplig för växter.
produktivitet
Vilken funktion har kvävebindande bakterier,kan ses på exemplet med den kemotrofa bakterien azospirillum. Denna organism lever på rötterna av spannmål: korn eller vete. Han kallas med rätta ledaren bland kväveproducenter. Den kan ge upp till 60 kg av detta element per hektar mark.
Kvävebindande baljväxter såsomrhizobitums, sinorizobiums och andra, är också bra "arbetare". De kan berika en hektar mark med kväve som väger upp till 390 kg. Fleråriga baljväxter är hem för vinnarna av kvävebildning, vars produktivitet når upp till 560 kg per hektar åkermark.
Livsprocesser
Alla kvävebindande bakterier efter specifika egenskapervitala processer kan kombineras i två grupper. Den första gruppen är nitrifierande. Kärnan i ämnesomsättningen är i detta fall en kedja av kemiska transformationer. Ammonium eller ammoniak omvandlas till nitrit - salter av salpetersyra. Nitrit omvandlas i sin tur till nitrater, som också är salter av denna förening. I form av nitrater absorberas kväve bättre av växternas rotsystem.
Den andra gruppen kallas denitrifierare. De utför den motsatta processen: nitraterna i jorden omvandlas till kvävgas. Således inträffar kvävecykeln i naturen.
Livsprocesser inkluderar ocksåavelsprocess. Det sker genom att dela celler i två. Mycket mindre ofta - genom spirande. Karakteristiskt för bakterier och en sexuell process som kallas konjugation. I det här fallet finns det ett utbyte av genetisk information.
Eftersom rotsystemet släpper ut många värdefullaämnen, bakterier sätter sig mycket på det. De omvandlar växtrester till ämnen som växter kan absorbera. Som ett resultat får jordskiktet runt det vissa egenskaper. Det kallas rhizosfären.
Vägar för bakterier att komma in i roten
Det finns flera sätt att genomförabakterieceller i vävnaden i rotsystemet. Detta kan uppstå på grund av skador på vävnaderna eller på platser där rotcellerna är unga. Rothårzonen är också en väg för kemotrofer att komma in i växten. Vidare blir rothåren infekterade och knölar bildas som ett resultat av aktiv delning av bakterieceller. De invaderade cellerna bildar smittsamma trådar, som fortsätter penetrationsprocessen i växtvävnader. De bakteriella knölarna är anslutna till roten med hjälp av det ledande systemet. Med tiden dyker ett speciellt ämne upp i dem - leghemoglobin.
Vid tidpunkten för manifestationen av optimal aktivitet får knölarna en rosa färg (på grund av pigmentet leghemoglobin). Endast de bakterier som innehåller leghemoglobin kan fixera kväve.
Värdet av kemotrofer
Människor har länge märkt att om du gräver upp baljväxterväxter med jord, kommer avkastningen på denna plats att bli bättre. Det handlar egentligen inte om plöjningsprocessen. Sådan jord är mer berikad med kväve, vilket är så nödvändigt för växters tillväxt och utveckling.
Om bladet kallas en syreproduktionsfabrik kan kvävebindande bakterier med rätta kallas en nitratfabrik.
Tillbaka på 1800-talet uppmärksammade forskarefantastiska förmågor av baljväxter. På grund av brist på kunskap tillskrevs de bara växter och var inte associerade med andra organismer. Det har föreslagits att löv kan fixera atmosfäriskt kväve. Under försöken konstaterades att baljväxter som växte i vatten förlorar denna förmåga. I över 15 år har denna fråga varit ett mysterium. Ingen gissade att kvävebindande bakterier, vars livsmiljö inte hade studerats, gjorde allt detta. Det visade sig att saken ligger i organismernas symbios. Endast tillsammans kan baljväxter och bakterier producera nitrater för växter.
Forskare har nu identifierat mer än 200 växter somtillhör inte baljväxtsfamiljen, men kan bilda symbios med kvävebindande bakterier. Potatis, sorghum, vete har också värdefulla egenskaper.
