Bakteeri on kaikille tuttu käsite. Juuston ja jogurtin saaminen, antibiootit, jäteveden käsittely - kaikki tämä on mahdollista yksisoluisten bakteeri-organismien ansiosta. Tutustutaanpa heihin paremmin.
Keitä ovat bakteerit?
Tämän villieläinten v altakunnan edustajat ovat ainoa ryhmä prokaryootteja – organismeja, joiden soluista puuttuu ydin. Mutta tämä ei tarkoita, että ne eivät sisällä lainkaan perinnöllistä tietoa. DNA-molekyylit ovat vapaita solun sytoplasmassa, eikä niitä ympäröi kalvo.
Koska niiden koko on mikroskooppinen - jopa 20 mikronia, mikrobiologia tutkii bakteereja. Tutkijat ovat havainneet, että prokaryootit voivat olla yksisoluisia tai yhdistyä pesäkkeiksi. Niillä on melko primitiivinen rakenne. Ytimen lisäksi bakteereista puuttuu kaikentyyppisiä plastideja, Golgi-kompleksia, EPS:ää, lysosomeja ja mitokondrioita. Mutta tästä huolimatta bakteerisolu pystyy suorittamaan tärkeimmät elämänprosessit: anaerobinen hengitys ilman happea, heterotrofinen ja autotrofinen ravinto, suvuton lisääntyminen ja kystojen muodostuminen epäsuotuisten olosuhteiden aikana.ehdot.
bakteeriluokat
Luokittelu perustuu erilaisiin ominaisuuksiin. Yksi niistä on solujen muoto. Joten vibrioilla on pilkku, kokki - pyöristetty muoto. Spiraalit ovat spiraalin muotoisia ja basilleilla sauvan muotoisia.
Lisäksi bakteerit yhdistetään ryhmiin solun rakenteellisten ominaisuuksien mukaan. Todelliset pystyvät muodostamaan limaisen kapselin oman solunsa ympärille ja ne on varustettu siimoilla.
Syanobakteerit eli sinilevät pystyvät fotosynteesiin ja ovat sienten kanssa osa jäkälää.
Monet bakteerilajit kykenevät symbioosiin eli molempia osapuolia hyödyttävään organismien yhteiseloon. Typen kiinnitysaineet asettuvat palkokasvien ja muiden kasvien juurille muodostaen kyhmyjä. On helppo arvata, mitä tehtävää kyhmybakteerit suorittavat. Ne muuttavat ilmakehän typpeä, joka on niin välttämätöntä kasvien kehittymiselle.
Syömismenetelmät
Prokaryootit ovat ryhmä organismeja, joilla on pääsy kaikenlaiseen ravintoon. Joten vihreät ja violetit bakteerit ruokkivat autotrofisesti aurinkoenergian ansiosta. Plastidien läsnäolon vuoksi ne voidaan maalata eri väreillä, mutta ne sisältävät välttämättä klorofylliä. Bakteerien ja kasvien fotosynteesi ovat pohjimmiltaan erilaisia. Bakteereissa vesi ei ole välttämätön reagenssi. Elektronin luovuttaja voi olla vety tai rikkivety, joten happea ei vapaudu tämän prosessin aikana.
Suuri joukko bakteereja ruokkii heterotrofisesti eli valmiita orgaanisia aineita. Tällaiset organismit käyttävät kuolleiden organismien jäänteitä ruokaan jaheidän elämänsä tuotteita. Hajoamis- ja käymisbakteerit pystyvät hajottamaan kaikki tunnetut orgaaniset aineet. Tällaisia organismeja kutsutaan myös saprotrofeiksi.
Jotkut kasvibakteerit voivat muodostaa symbioosin muiden organismien kanssa: yhdessä sienten kanssa ne ovat osa jäkälää, typpeä sitovat kyhmybakteerit elävät molemminpuolisesti hyödyllisesti palkokasvien juurien kanssa.
Kemotrofit
Kemotrofit ovat toinen elintarvikeryhmä. Tämä on eräänlainen autotrofinen ravitsemus, jonka aikana aurinkoenergian sijasta käytetään eri aineiden kemiallisten sidosten energiaa. Typpeä sitovat bakteerit ovat yksi tällainen organismi. Ne hapettavat joitain epäorgaanisia yhdisteitä samalla kun ne tarjoavat itselleen tarvittavan määrän energiaa.
Typpeä sitovat bakteerit: elinympäristö
Mikro-organismit, jotka pystyvät muuttamaan typpiyhdisteitä, ruokkivat myös samalla tavalla. Niitä kutsutaan typpeä sitoviksi bakteereiksi. Huolimatta siitä, että bakteerit elävät kaikkialla, tämän lajin elinympäristö on maaperä tai pikemminkin palkokasvien juuret.
Rakennus
Mikä on kyhmybakteerien tehtävä? Se johtuu niiden rakenteesta. Typpeä sitovat bakteerit näkyvät selvästi paljaalla silmällä. Palkokasvien ja viljojen juurille asettuessaan ne tunkeutuvat kasviin. Tällöin muodostuu paksuuntumia, joiden sisällä tapahtuu aineenvaihduntaa.
On sanottava, että typpeä sitovat bakteerit kuuluvat vastavuoroisten ryhmään. Niiden rinnakkaiselo muiden organismien kanssa on molemminpuolista hyötyä. ATFotosynteesin aikana kasvi syntetisoi hiilihydraattiglukoosia, joka on välttämätön elämänprosesseille. Bakteerit eivät pysty sellaiseen prosessiin, joten valmiita sokereita saadaan palkokasveista.
Kasvit tarvitsevat typpeä elääkseen. Tätä ainetta on luonnossa melko paljon. Esimerkiksi ilman typpipitoisuus on 78 %. Tässä tilassa kasvit eivät kuitenkaan pysty absorboimaan tätä ainetta. Typpeä sitovat bakteerit imevät ilmakehän typpeä ja muuttavat sen kasveille sopivaan muotoon.
Suorituskyky
Mikä on typpeä sitovien bakteerien tehtävä, voidaan nähdä kemotrofisen azospirillum-bakteerin esimerkissä. Tämä organismi elää viljan juurissa: ohra tai vehnä. Sitä kutsutaan oikeutetusti typentuottajien johtajaksi. Hehtaarilta maata hän pystyy luovuttamaan jopa 60 kg tätä alkuainetta.
Hyviä "työntekijöitä" ovat myös palkokasvien typpeä sitovat bakteerit, kuten rhizobitumit, sinorhizobiumit ja muut. Ne pystyvät rikastamaan hehtaaria maata typellä, joka painaa jopa 390 kg. Monivuotiset palkokasvit ovat typenmuodostuksen voittajien koti, joiden tuottavuus on jopa 560 kg peltohehtaaria kohden.
Elämän prosessit
Kaikki typpeä sitovat bakteerit elämänprosessien ominaisuuksien mukaan voidaan yhdistää kahteen ryhmään. Ensimmäinen ryhmä on nitrifioiva. Metabolian olemus tässä tapauksessa on kemiallisten muutosten ketju. Ammonium tai ammoniakki muunnetaan nitriiteiksi - typpihapon suoloiksi. Nitriitit puolestaan muuttuvat nitraateiksi,ovat myös tämän yhdisteen suoloja. Nitraattien muodossa oleva typpi imeytyy paremmin kasvien juuristoon.
Toista ryhmää kutsutaan denitrifioijaksi. Ne suorittavat käänteisen prosessin: maaperän sisältämät nitraatit muuttuvat kaasumaiseksi typeksi. Näin typen kierto tapahtuu luonnossa.
Elämän prosesseihin kuuluu myös lisääntymisprosessi. Se tapahtuu solun jakautuessa kahteen osaan. Paljon harvemmin - orastumalla. Tyypillinen bakteereille ja seksuaaliselle prosessille, jota kutsutaan konjugaatioksi. Tässä tapauksessa geneettisen tiedon vaihto tapahtuu.
Koska juurijärjestelmä vapauttaa monia arvokkaita aineita, siihen asettuu paljon bakteereita. Ne muuttavat kasvitähteet aineiksi, joita kasvit voivat imeä. Tämän seurauksena ympärillä oleva maakerros saa tiettyjä ominaisuuksia. Sitä kutsutaan risosfääriksi.
Bakteereiden kulkureittejä juuriin
On olemassa useita tapoja viedä bakteerisoluja juurijärjestelmän kudoksiin. Tämä voi johtua sisäkudosten vaurioista tai paikoista, joissa juurisolut ovat nuoria. Juuren karvavyöhyke on myös reitti, jolla kemotrofit pääsevät kasviin. Lisäksi juurikarvat tulehtuvat ja bakteerisolujen aktiivisen jakautumisen seurauksena muodostuu kyhmyjä. Tunkeutuvat solut muodostavat tarttuvia lankoja, jotka jatkavat tunkeutumista kasvikudoksiin. Johtavan järjestelmän avulla bakteerikyhmyt yhdistetään juureen. Ajan myötä niihin ilmestyy erityinen aine -legoglobiini.
Optimaalisen aktiivisuuden ilmenemiseen mennessä kyhmyt saavat vaaleanpunaisen värin (johtuen legoglobiinipigmentistä). Vain legoglobiinia sisältävät bakteerit voivat sitoa typpeä.
Kemotrofien merkitys
Ihmiset ovat jo pitkään huomanneet, että jos palkokasveja kaivaa maaperän kanssa, sato on tässä paikassa parempi. Itse asiassa ydin ei ole kyntöprosessissa. Tällainen maaperä on rikastettu enemmän typellä, joka on niin välttämätöntä kasvien kasvulle ja kehitykselle.
Jos lehtiä kutsutaan happitehtaaksi, niin typpeä sitovia bakteereja voidaan oikeutetusti kutsua nitraattitehtaaksi.
Jo 1800-luvulla tiedemiehet kiinnittivät huomion palkokasvien hämmästyttäviin kykyihin. Tiedon puutteen vuoksi ne liitettiin vain kasveihin, eikä niitä liitetty muihin organismeihin. On ehdotettu, että lehdet voivat sitoa ilmakehän typpeä. Kokeiden aikana havaittiin, että vedessä kasvaneet palkokasvit menettävät tämän kyvyn. Tämä kysymys on pysynyt mysteerinä yli 15 vuoden ajan. Kukaan ei arvannut, että kaiken tämän tekivät typpeä sitovat bakteerit, joiden elinympäristöä ei ollut tutkittu. Kävi ilmi, että asia on organismien symbioosissa. Vain yhdessä palkokasvit ja bakteerit voivat tuottaa nitraatteja kasveille.
Nyt tiedemiehet ovat tunnistaneet yli 200 kasvia, jotka eivät kuulu palkokasvien perheeseen, mutta pystyvät muodostamaan symbioosin typpeä sitovien bakteerien kanssa. Myös perunalla, durralla, vehnällä on arvokkaita ominaisuuksia.
