Bakterije je koncept poznat svima. Dobivanje sira i jogurta, antibiotici, prečišćavanje otpadnih voda - sve to omogućavaju jednoćelijski bakterijski organizmi. Hajde da ih bolje upoznamo.
Ko su bakterije?
Predstavnici ovog carstva divljih životinja jedina su grupa prokariota - organizama čijim ćelijama nedostaje jezgro. Ali to ne znači da oni uopće ne sadrže nasljedne podatke. Molekuli DNK su slobodni u citoplazmi ćelije i nisu okruženi membranom.
Budući da su njihove veličine mikroskopske - do 20 mikrona, bakterije proučava nauka mikrobiologija. Naučnici su otkrili da prokarioti mogu biti jednoćelijski ili se ujediniti u kolonije. Imaju prilično primitivnu strukturu. Pored jezgre, bakterijama nedostaju sve vrste plastida, Golgijev kompleks, EPS, lizozomi i mitohondriji. Ali uprkos tome, bakterijska ćelija je u stanju da sprovodi najvažnije životne procese: anaerobno disanje bez upotrebe kiseonika, heterotrofnu i autotrofnu ishranu, aseksualnu reprodukciju i formiranje cista tokom doživljavanja nepovoljnih uslova.uslovi.
Klase bakterija
Klasifikacija se zasniva na različitim karakteristikama. Jedan od njih je oblik ćelija. Dakle, vibrioni imaju oblik zareza, koki - zaobljen oblik. Spirale imaju spiralni oblik, a bacili imaju štapićastu formu.
Pored toga, bakterije se kombinuju u grupe u zavisnosti od strukturnih karakteristika ćelije. Pravi su u stanju da formiraju ljigavu kapsulu oko sopstvene ćelije i opremljeni su flagelama.
Cijanobakterije, ili plavo-zelene alge, sposobne su za fotosintezu i, zajedno sa gljivama, dio su lišajeva.
Mnoge vrste bakterija su sposobne za simbiozu - obostrano korisna kohabitacija organizama. Sredstva za fiksiranje dušika talože se na korijenu mahunarki i drugih biljaka, stvarajući kvržice. Lako je pogoditi koju funkciju obavljaju nodusne bakterije. Oni pretvaraju atmosferski azot, koji je tako neophodan za razvoj biljaka.
Načini ishrane
Prokarioti su grupa organizama koji imaju pristup svim vrstama hrane. Dakle, zelene i ljubičaste bakterije se hrane autotrofno, zahvaljujući sunčevoj energiji. Zbog prisustva plastida, mogu se farbati u različite boje, ali obavezno sadrže hlorofil. Bakterijska i biljna fotosinteza su fundamentalno različite. U bakterijama voda nije bitan reagens. Donator elektrona može biti vodonik ili sumporovodik, tako da se kiseonik ne oslobađa tokom ovog procesa.
Velika grupa bakterija hrani se heterotrofno, odnosno gotovim organskim supstancama. Takvi organizmi koriste ostatke mrtvih organizama za hranu injihovih životnih proizvoda. Bakterije propadanja i fermentacije sposobne su razgraditi sve poznate organske tvari. Takvi organizmi se također nazivaju saprotrofi.
Neke biljne bakterije mogu formirati simbiozu s drugim organizmima: zajedno sa gljivama, one su dio lišajeva, azot-fiksirajuće bakterije kvržica koegzistiraju na obostranu korist s korijenjem mahunarki.
Hemotrofi
Hemotrofi su još jedna grupa hrane. Ovo je neka vrsta autotrofne ishrane, tokom koje se, umesto sunčeve energije, koristi energija hemijskih veza različitih supstanci. Bakterije koje fiksiraju dušik su jedan od takvih organizama. Oni oksidiraju neka anorganska jedinjenja, dok sebi obezbeđuju potrebnu količinu energije.
Bakterije koje fiksiraju dušik: stanište
Mikroorganizmi sposobni da pretvore azotna jedinjenja se takođe hrane na sličan način. Zovu se bakterije koje fiksiraju dušik. Unatoč činjenici da bakterije žive posvuda, stanište ove vrste je tlo, odnosno korijenje mahunarki.
Zgrada
Koja je funkcija kvržičnih bakterija? To je zbog njihove strukture. Bakterije koje fiksiraju dušik jasno su vidljive golim okom. Smještajući se na korijenje mahunarki i žitarica, prodiru u biljku. U tom slučaju nastaju zadebljanja unutar kojih se odvija metabolizam.
Treba reći da bakterije koje fiksiraju dušik spadaju u grupu mutualista. Njihov suživot s drugim organizmima je obostrano koristan. ATTokom fotosinteze, biljka sintetizira glukozu ugljikohidrata koja je neophodna za životne procese. Bakterije nisu sposobne za takav proces, pa se iz mahunarki dobijaju gotovi šećeri.
Biljkama je potreban dušik za život. U prirodi ima dosta ove supstance. Na primjer, sadržaj dušika u zraku je 78%. Međutim, u ovom stanju biljke nisu u stanju apsorbirati ovu tvar. Bakterije koje fiksiraju dušik upijaju atmosferski dušik i pretvaraju ga u oblik pogodan za biljke.
performans
Koja je funkcija bakterija koje fiksiraju dušik može se vidjeti na primjeru hemotrofne bakterije azospirillum. Ovaj organizam živi na korijenu žitarica: ječma ili pšenice. S pravom se naziva liderom među proizvođačima dušika. Na hektaru zemlje može dati do 60 kg ovog elementa.
Bakterije mahunarki koje fiksiraju dušik, poput rizobituma, sinorhizobiuma i drugih, također su dobri "radnici". Oni su u stanju da obogate hektar zemlje azotom težine do 390 kg. Višegodišnje mahunarke dom su pobjednika u formiranju dušika, čija produktivnost dostiže i do 560 kg po hektaru obradive zemlje.
Životni procesi
Sve bakterije koje fiksiraju dušik prema karakteristikama životnih procesa mogu se kombinirati u dvije grupe. Prva grupa je nitrifikujuća. Suština metabolizma u ovom slučaju je lanac hemijskih transformacija. Amonijum, ili amonijak, pretvara se u nitrite - soli azotne kiseline. Nitriti se zauzvrat pretvaraju u nitrate,su takođe soli ovog jedinjenja. U obliku nitrata, azot bolje apsorbuje korijenski sistem biljaka.
Druga grupa se zove denitrifikatori. Oni provode obrnuti proces: nitrati sadržani u tlu pretvaraju se u plinoviti dušik. Ovako se odvija ciklus azota u prirodi.
Procesi života uključuju i proces reprodukcije. Nastaje diobom ćelije na dva dijela. Mnogo rjeđe - pupoljkom. Karakteristično za bakterije i seksualni proces, koji se naziva konjugacija. U ovom slučaju dolazi do razmjene genetskih informacija.
Budući da korijenski sistem oslobađa mnoge vrijedne tvari, na njemu se naseljava mnogo bakterija. Oni pretvaraju biljne ostatke u tvari koje biljke mogu apsorbirati. Kao rezultat toga, sloj tla oko njega poprima određena svojstva. Zove se rizosfera.
Putevi za bakterije da uđu u korijen
Postoji nekoliko načina za uvođenje bakterijskih ćelija u tkiva korijenskog sistema. To se može dogoditi zbog oštećenja pokrovnog tkiva ili na mjestima gdje su ćelije korijena mlade. Zona korijenske dlake je također put za ulazak hemotrofa u biljku. Nadalje, korijenske dlake se inficiraju i, kao rezultat aktivne podjele bakterijskih stanica, nastaju čvorovi. Invazivne ćelije formiraju infektivne niti koje nastavljaju proces prodiranja u biljna tkiva. Uz pomoć provodnog sistema, bakterijski čvorići su povezani s korijenom. S vremenom se u njima pojavljuje posebna tvar -legoglobin.
Do trenutka ispoljavanja optimalne aktivnosti, čvorići dobijaju ružičastu boju (zbog pigmenta legoglobina). Samo one bakterije koje sadrže legoglobin mogu fiksirati dušik.
Važnost hemotrofa
Ljudi su odavno primijetili da ako iskopate mahunarke sa zemljom, žetva će na ovom mjestu biti bolja. U stvari, suština nije u procesu oranja. Takvo tlo je više obogaćeno dušikom, koji je toliko neophodan za rast i razvoj biljaka.
Ako se list naziva fabrikom kiseonika, tada se bakterije koje fiksiraju azot s pravom mogu nazvati fabrikom nitrata.
Još u 19. veku naučnici su skrenuli pažnju na neverovatne sposobnosti mahunarki. Zbog nedostatka znanja, pripisivali su se samo biljkama i nisu bili povezani s drugim organizmima. Pretpostavlja se da lišće može fiksirati atmosferski dušik. Tokom eksperimenata ustanovljeno je da mahunarke koje su rasle u vodi gube ovu sposobnost. Više od 15 godina ovo pitanje je ostalo misterija. Niko nije pretpostavio da su sve to izvele bakterije koje fiksiraju dušik, čije stanište nije proučavano. Ispostavilo se da je stvar u simbiozi organizama. Samo zajedno mahunarke i bakterije mogu proizvesti nitrate za biljke.
Sada su naučnici identifikovali više od 200 biljaka koje ne pripadaju porodici mahunarki, ali su u stanju da formiraju simbiozu sa bakterijama koje fiksiraju azot. Krompir, sirak, pšenica takođe imaju vrijedna svojstva.
