Bakterier är ett begrepp som alla känner till. Att få ost och yoghurt, antibiotika, avloppsrening - allt detta möjliggörs av encelliga bakterieorganismer. Låt oss lära känna dem bättre.
Vilka är bakterier?
Representanter för detta vilda rike är den enda gruppen av prokaryoter - organismer vars celler saknar kärna. Men det betyder inte att de inte innehåller ärftlig information alls. DNA-molekyler är fria i cellens cytoplasma och är inte omgivna av ett membran.
Eftersom deras storlekar är mikroskopiska - upp till 20 mikron, studeras bakterier av mikrobiologins vetenskap. Forskare har funnit att prokaryoter kan vara encelliga eller förenas i 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 livsprocesserna: anaerob andning utan användning av syre, heterotrofisk och autotrofisk näring, asexuell reproduktion och cystbildning under upplevelsen av ogynnsamma förhållanden.villkor.
Klasser av bakterier
Klassificeringen är baserad på olika egenskaper. En av dem är formen på cellerna. Så, vibrios har formen av ett kommatecken, cocci - en rundad form. Spiraler har en spiralform och baciller har en stavformad form.
Dessutom kombineras bakterier i grupper beroende på cellens strukturella egenskaper. De riktiga kan bilda en slemmig kapsel runt sin egen cell och är utrustade med flageller.
Cyanobakterier, eller blågröna alger, kan fotosyntes och är tillsammans med svampar en del av lavar.
Många arter av bakterier är kapabla till symbios - ömsesidigt fördelaktigt samlevande av organismer. Kvävefixerare sätter sig på rötterna av baljväxter och andra växter och bildar knölar. Det är lätt att gissa vilken funktion nodulbakterier har. De omvandlar atmosfäriskt kväve, vilket är så nödvändigt för att växter ska utvecklas.
Ätmetoder
Prokaryoter är en grupp organismer som har tillgång till alla typer av föda. Så gröna och lila bakterier matas autotrofiskt, på grund av solenergi. På grund av förekomsten av plastider kan de målas i olika färger, men de innehåller nödvändigtvis klorofyll. Bakterie- och växtfotosyntes är fundament alt olika. I bakterier är vatten inte ett väsentligt reagens. Elektrondonatorn kan vara väte eller vätesulfid, så syre frigörs inte under denna process.
En stor grupp bakterier äter heterotrofiskt, det vill säga färdiga organiska ämnen. Sådana organismer använder resterna av döda organismer för mat ochderas livsprodukter. Bakterier av sönderfall och jäsning är kapabla att bryta ner alla kända organiska ämnen. Sådana organismer kallas också saprotrofer.
Vissa växtbakterier kan bilda symbios med andra organismer: tillsammans med svampar är de en del av lavar, kvävefixerande knölbakterier samexisterar till ömsesidig nytta med baljväxternas rötter.
Kemotrofer
Kemotrofer är en annan matgrupp. Detta är en sorts autotrofisk näring, under vilken energin från kemiska bindningar av olika ämnen används istället för solenergi. Kvävefixerande bakterier är en sådan organism. De oxiderar vissa oorganiska föreningar samtidigt som de förser sig med den nödvändiga mängden energi.
Kvävefixerande bakterier: livsmiljö
Mikroorganismer som kan omvandla kväveföreningar äter också på liknande sätt. De kallas kvävefixerande bakterier. Trots det faktum att bakterier lever överallt, är habitatet för just denna art jorden, eller snarare rötter från baljväxter.
Byggnad
Vilken funktion har knölbakterier? Det beror på deras struktur. Kvävefixerande bakterier är tydligt synliga för blotta ögat. Sätter sig på rötterna av baljväxter och spannmål, penetrerar de växten. I detta fall bildas förtjockningar, inuti vilka ämnesomsättningen sker.
Det ska sägas att kvävefixerande bakterier tillhör gruppen mutualister. Deras samexistens med andra organismer är ömsesidigt fördelaktigt. PÅUnder fotosyntesen syntetiserar växten kolhydratglukos, vilket är nödvändigt för livsprocesser. Bakterier är inte kapabla till en sådan process, så färdiga sockerarter erhålls från baljväxter.
Växter behöver kväve för att leva. Det finns ganska mycket av detta ämne i naturen. Till exempel är kväveh alten i luften 78%. Men i detta tillstånd kan växter inte absorbera detta ämne. Kvävefixerande bakterier absorberar atmosfäriskt kväve och omvandlar det till en form som lämpar sig för växter.
Prestanda
Vilken funktion har kvävefixerande bakterier kan ses på exemplet med den kemotrofa bakterien azospirillum. Denna organism lever på rötterna av spannmål: korn eller vete. Det kallas med rätta ledaren bland kväveproducenter. På en hektar mark kan han ge upp till 60 kg av detta element.
Kvävefixerande bakterier av baljväxter, såsom rhizobitums, sinorhizobiums 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 vinnare av kvävebildning, vars produktivitet når upp till 560 kg per hektar åkermark.
Livsprocesser
Alla kvävefixerande bakterier enligt livsprocessernas egenskaper kan kombineras i två grupper. Den första gruppen är nitrifierande. Kärnan i ämnesomsättningen i detta fall är en kedja av kemiska omvandlingar. Ammonium, eller ammoniak, omvandlas till nitriter - s alter av salpetersyra. Nitriter omvandlas i sin tur till nitrater,är också s alter av denna förening. I form av nitrater absorberas kväve bättre av växternas rotsystem.
Den andra gruppen kallas denitrifierare. De utför den omvända processen: de nitrater som finns i jorden omvandlas till gasformigt kväve. Det är så kvävekretsloppet uppstår i naturen.
Livets processer inkluderar också reproduktionsprocessen. Det sker genom celldelning i två. Mycket mindre ofta - genom att spira. Utmärkande för bakterier och den sexuella processen, som kallas konjugering. I det här fallet sker utbytet av genetisk information.
Eftersom rotsystemet släpper ut många värdefulla ämnen sätter sig många bakterier på det. De omvandlar växtrester till ämnen som växter kan ta upp. Som ett resultat får jordlagret runtomkring vissa egenskaper. Den kallas rhizosfären.
Vägar för bakterier att komma in i roten
Det finns flera sätt att introducera bakterieceller i rotsystemets vävnader. Detta kan uppstå på grund av skador på integumentära vävnader eller på platser där rotcellerna är unga. Rothårzonen är också en väg för kemotrofer att komma in i växten. Vidare blir rothåren infekterade och, som ett resultat av den aktiva uppdelningen av bakterieceller, bildas knölar. De invaderande cellerna bildar infektiösa trådar som fortsätter penetrationsprocessen i växtvävnader. Med hjälp av ett ledande system kopplas bakterieknölar till roten. Med tiden dyker ett speciellt ämne upp i dem -legoglobin.
Vid tidpunkten för manifestationen av optimal aktivitet får knölarna en rosa färg (på grund av legoglobinpigmentet). Endast de bakterier som innehåller legoglobin kan fixera kväve.
Vikten av kemotrofer
Folk har länge märkt att om man gräver upp baljväxter med jord så blir skörden bättre på den här platsen. Faktum är att essensen inte håller på att plöjas. Sådan jord är mer berikad med kväve, vilket är så nödvändigt för växternas tillväxt och utveckling.
Om bladet kallas en syrefabrik, så kan kvävefixerande bakterier med rätta kallas för en nitratfabrik.
Även på 1800-talet uppmärksammade forskare baljväxternas fantastiska förmågor. På grund av bristande kunskap tillskrevs de endast till växter och inte förknippade med andra organismer. Det har föreslagits att löv kan fixera atmosfäriskt kväve. Under experimenten fann man att baljväxter som växte i vatten förlorar denna förmåga. I mer än 15 år har denna fråga förblivit ett mysterium. Ingen anade att allt detta utfördes av kvävefixerande bakterier, vars livsmiljö inte hade studerats. Det visade sig att saken är i symbios av organismer. Endast tillsammans baljväxter och bakterier kan producera nitrater för växter.
Nu har forskare identifierat mer än 200 växter som inte tillhör baljväxtfamiljen, men som kan bilda en symbios med kvävefixerande bakterier. Potatis, sorghum, vete har också värdefulla egenskaper.
