Bakterije je koncept poznat svima. Dobivanje sira i jogurta, antibiotici, pročišćavanje otpadnih voda - sve to omogućuju jednostanični bakterijski organizmi. Upoznajmo ih bolje.
Tko su bakterije?
Predstavnici ovog kraljevstva divljih životinja jedina su skupina prokariota - organizama čijim stanicama nedostaje jezgra. Ali to ne znači da uopće ne sadrže nasljedne podatke. Molekule DNK su slobodne u citoplazmi stanice i nisu okružene membranom.
Budući da su njihove veličine mikroskopske - do 20 mikrona, bakterije proučava znanost mikrobiologija. Znanstvenici su otkrili da prokarioti mogu biti jednostanični ili se ujediniti u kolonije. Imaju prilično primitivnu strukturu. Osim jezgre, bakterijama nedostaju sve vrste plastida, Golgijev kompleks, EPS, lizosomi i mitohondriji. No, unatoč tome, bakterijska stanica je sposobna provoditi najvažnije životne procese: anaerobno disanje bez korištenja kisika, heterotrofnu i autotrofnu prehranu, aseksualno razmnožavanje i stvaranje cista tijekom doživljavanja nepovoljnih uvjeta.uvjeti.
Razrede bakterija
Klasifikacija se temelji na različitim značajkama. Jedan od njih je oblik stanica. Dakle, vibriji imaju oblik zareza, koki - zaobljen oblik. Spirale imaju spiralni oblik, a bacili imaju oblik štapića.
Osim toga, bakterije se kombiniraju u skupine ovisno o strukturnim značajkama stanice. Pravi mogu formirati ljigavu kapsulu oko svoje stanice i opremljeni su flagelama.
Cijanobakterije, ili modrozelene alge, sposobne su za fotosintezu i, zajedno s 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 kakvu funkciju obavljaju kvržične bakterije. Oni pretvaraju atmosferski dušik, koji je toliko neophodan za razvoj biljaka.
Načini prehrane
Prokarioti su skupina organizama koji imaju pristup svim vrstama hrane. Dakle, zelene i ljubičaste bakterije hrane se autotrofno, zahvaljujući sunčevoj energiji. Zbog prisutnosti plastida mogu se obojiti u različite boje, ali nužno sadrže klorofil. Bakterijska i biljna fotosinteza se bitno razlikuju. U bakterijama voda nije bitan reagens. Donator elektrona može biti vodik ili sumporovodik, tako da se kisik ne oslobađa tijekom ovog procesa.
Velika skupina bakterija hrani se heterotrofno, odnosno gotovim organskim tvarima. Takvi organizmi koriste ostatke mrtvih organizama za hranu injihovi životni proizvodi. Bakterije propadanja i fermentacije sposobne su razgraditi sve poznate organske tvari. Takvi se organizmi također nazivaju saprotrofi.
Neke biljne bakterije mogu stvarati simbiozu s drugim organizmima: zajedno s gljivama, one su dio lišajeva, bakterije kvržica koje fiksiraju dušik koegzistiraju na obostranu korist s korijenjem mahunarki.
hemotrofi
Kemotrofi su još jedna grupa hrane. Ovo je vrsta autotrofne prehrane, tijekom koje se, umjesto sunčeve energije, koristi energija kemijskih veza različitih tvari. Bakterije koje fiksiraju dušik su jedan od takvih organizama. Oni oksidiraju neke anorganske spojeve, a pritom si osiguravaju potrebnu količinu energije.
Bakterije koje fiksiraju dušik: stanište
Mikroorganizmi sposobni za pretvorbu dušikovih spojeva također se 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 pripadaju skupini mutualista. Njihov suživot s drugim organizmima je obostrano koristan. NATijekom fotosinteze biljka sintetizira glukozu ugljikohidrata koja je neophodna za životne procese. Bakterije nisu sposobne za takav proces, pa se iz mahunarki dobivaju gotovi šećeri.
Biljke trebaju dušik za život. U prirodi ima dosta ove tvari. Na primjer, sadržaj dušika u zraku je 78%. Međutim, u ovom stanju biljke nisu u stanju apsorbirati ovu tvar. Bakterije koje fiksiraju dušik apsorbiraju atmosferski dušik i pretvaraju ga u oblik pogodan za biljke.
Izvedba
Koja je funkcija bakterija koje fiksiraju dušik može se vidjeti na primjeru kemotrofne bakterije azospirillum. Ovaj organizam živi na korijenu žitarica: ječmu ili pšenici. S pravom se naziva vodećim među proizvođačima dušika. Na hektaru zemlje može dati do 60 kg ovog elementa.
Bakterije mahunarki koje fiksiraju dušik, kao što su rhizobitums, sinorhizobiums i druge, također su dobri "radnici". Oni su u stanju obogatiti hektar zemlje dušikom težine do 390 kg. Višegodišnje mahunarke dom su pobjednika u formiranju dušika, čija produktivnost doseže i do 560 kg po hektaru obradive zemlje.
Životni procesi
Sve bakterije koje fiksiraju dušik prema karakteristikama životnih procesa mogu se kombinirati u dvije skupine. Prva skupina je nitrificirajuća. Bit metabolizma u ovom slučaju je lanac kemijskih transformacija. Amonij, ili amonijak, pretvara se u nitrite - soli dušične kiseline. Nitriti se pak pretvaraju u nitrate,su također soli ovog spoja. U obliku nitrata, dušik bolje apsorbira korijenski sustav biljaka.
Druga skupina naziva se denitrifikatori. Oni provode obrnuti proces: nitrati sadržani u tlu pretvaraju se u plinoviti dušik. Ovako se odvija ciklus dušika u prirodi.
Procesi života također uključuju proces reprodukcije. Nastaje diobom stanice na dva dijela. Mnogo rjeđe - pupanjem. Karakteristično za bakterije i spolni proces, koji se naziva konjugacija. U ovom slučaju dolazi do razmjene genetskih informacija.
Budući da korijenski sustav oslobađa mnogo vrijednih tvari, na njemu se naseljava mnogo bakterija. Biljne ostatke pretvaraju u tvari koje biljke mogu apsorbirati. Kao rezultat toga, sloj tla oko stječe određena svojstva. Zove se rizosfera.
Putevi za ulazak bakterija u korijen
Postoji nekoliko načina za uvođenje bakterijskih stanica u tkiva korijenskog sustava. To se može dogoditi zbog oštećenja pokrovnog tkiva ili na mjestima gdje su stanice korijena mlade. Zona korijenske dlake također je put za ulazak kemotrofa u biljku. Nadalje, korijenske dlake se inficiraju i kao rezultat aktivne podjele bakterijskih stanica nastaju kvržice. Invazivne stanice tvore zarazne niti koje nastavljaju proces prodiranja u biljna tkiva. Uz pomoć provodnog sustava, bakterijski čvorići su povezani s korijenom. S vremenom se u njima pojavljuje posebna tvar -legoglobin.
Do trenutka očitovanja optimalne aktivnosti kvržice poprimaju ružičastu boju (zbog pigmenta legoglobina). Samo one bakterije koje sadrže legoglobin mogu fiksirati dušik.
Važnost kemotrofa
Ljudi su odavno primijetili da će, ako iskopate mahunarke sa zemljom, žetva na ovom mjestu biti bolja. Zapravo, bit nije u procesu oranja. Takvo tlo je više obogaćeno dušikom koji je toliko potreban za rast i razvoj biljaka.
Ako se list zove tvornica kisika, tada se bakterije koje fiksiraju dušik s pravom mogu nazvati tvornicom nitrata.
Još u 19. stoljeću znanstvenici su skrenuli pozornost na nevjerojatne 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. Tijekom pokusa ustanovljeno je da mahunarke koje su rasle u vodi gube tu sposobnost. Više od 15 godina ovo pitanje je ostalo misterij. Nitko nije slutio da su sve to izvele bakterije koje fiksiraju dušik, čije stanište nije proučavano. Pokazalo se da je stvar u simbiozi organizama. Samo zajedno mahunarke i bakterije mogu proizvesti nitrate za biljke.
Sada su znanstvenici identificirali više od 200 biljaka koje ne pripadaju obitelji mahunarki, ali su sposobne stvoriti simbiozu s bakterijama koje fiksiraju dušik. Krumpir, sirak, pšenica također imaju vrijedna svojstva.
