Bakterier er et begrep som er kjent for alle. Å få ost og yoghurt, antibiotika, kloakkbehandling - alt dette er muliggjort av encellede bakterieorganismer. La oss bli bedre kjent med dem.
Hvem er bakterier?
Representanter for dette dyreriket er den eneste gruppen av prokaryoter - organismer hvis celler mangler en kjerne. Men dette betyr ikke at de ikke inneholder arvelig informasjon i det hele tatt. DNA-molekyler er frie i cytoplasmaet til cellen og er ikke omgitt av en membran.
Siden størrelsene deres er mikroskopiske – opptil 20 mikron, blir bakterier studert av vitenskapen om mikrobiologi. Forskere har funnet ut at prokaryoter kan være encellede eller forenes i kolonier. De har en ganske primitiv struktur. I tillegg til kjernen mangler bakterier alle typer plastider, Golgi-komplekset, EPS, lysosomer og mitokondrier. Men til tross for dette er bakteriecellen i stand til å utføre de viktigste livsprosessene: anaerob respirasjon uten bruk av oksygen, heterotrofisk og autotrofisk ernæring, aseksuell reproduksjon og cystedannelse under opplevelsen av ugunstige forhold.betingelser.
Klasser av bakterier
Klassifiseringen er basert på forskjellige funksjoner. En av dem er formen på cellene. Så, vibrioer har form av et komma, cocci - en avrundet form. Spiraler har en spiralform, og basiller har en stavformet form.
I tillegg kombineres bakterier i grupper avhengig av cellens strukturelle egenskaper. De ekte er i stand til å danne en slimete kapsel rundt sin egen celle og er utstyrt med flageller.
Cyanobakterier, eller blågrønne alger, er i stand til fotosyntese og er sammen med sopp en del av lav.
Mange bakteriearter er i stand til symbiose - gjensidig fordelaktig samliv mellom organismer. Nitrogenfiksere legger seg på røttene til belgfrukter og andre planter, og danner knuter. Det er lett å gjette hvilken funksjon knutebakterier utfører. De omdanner atmosfærisk nitrogen, som er så nødvendig for at planter skal utvikle seg.
Spisemetoder
Prokaryoter er en gruppe organismer som har tilgang til alle typer mat. Så grønne og lilla bakterier mates autotrofiskt på grunn av solenergi. På grunn av tilstedeværelsen av plastider kan de males i forskjellige farger, men de inneholder nødvendigvis klorofyll. Bakterie- og plantefotosyntese er fundament alt forskjellige. I bakterier er vann ikke et essensielt reagens. Elektrondonoren kan være hydrogen eller hydrogensulfid, så oksygen frigjøres ikke under denne prosessen.
En stor gruppe bakterier lever heterotrofisk næring, det vil si ferdige organiske stoffer. Slike organismer bruker restene av døde organismer til mat ogderes livsprodukter. Bakterier av forråtnelse og gjæring er i stand til å bryte ned alle kjente organiske stoffer. Slike organismer kalles også saprotrofer.
Noen plantebakterier kan danne symbiose med andre organismer: sammen med sopp er de en del av lav, nitrogenfikserende knutebakterier sameksisterer til gjensidig fordel med røttene til belgfrukter.
kjemotrofer
Kemotrofer er en annen matvaregruppe. Dette er en slags autotrofisk ernæring, der energien til kjemiske bindinger av forskjellige stoffer brukes i stedet for solenergi. Nitrogenfikserende bakterier er en slik organisme. De oksiderer noen uorganiske forbindelser, samtidig som de forsyner seg med den nødvendige mengden energi.
Nitrogenfikserende bakterier: habitat
Mikroorganismer som er i stand til å omdanne nitrogenforbindelser, fôres også på lignende måte. De kalles nitrogenfikserende bakterier. Til tross for at bakterier lever over alt, er habitatet til denne arten jorda, eller rettere sagt røttene til belgplanter.
Bygning
Hva er funksjonen til knutebakterier? Det er på grunn av deres struktur. Nitrogenfikserende bakterier er godt synlige for det blotte øye. Setter seg på røttene til belgfrukter og korn, de trenger inn i planten. I dette tilfellet dannes det fortykninger, inne i hvilke metabolisme finner sted.
Det skal sies at nitrogenfikserende bakterier tilhører gruppen mutualister. Deres sameksistens med andre organismer er gjensidig fordelaktig. PÅUnder fotosyntesen syntetiserer planten karbohydratglukose, som er nødvendig for livsprosesser. Bakterier er ikke i stand til en slik prosess, så ferdige sukkerarter er hentet fra belgfrukter.
Planter trenger nitrogen for å leve. Det er ganske mye av dette stoffet i naturen. For eksempel er nitrogeninnholdet i luften 78 %. Men i denne tilstanden er ikke planter i stand til å absorbere dette stoffet. Nitrogenfikserende bakterier absorberer atmosfærisk nitrogen og omdanner det til en form som egner seg for planter.
Ytelse
Hva er funksjonen til nitrogenfikserende bakterier kan ses på eksemplet med den kjemotrofe bakterien azospirillum. Denne organismen lever på røttene til korn: bygg eller hvete. Det kalles med rette lederen blant nitrogenprodusenter. På et hektar land kan han gi opptil 60 kg av dette elementet.
Nitrogenfikserende bakterier av belgfrukter, som rhizobitums, sinorhizobiums og andre, er også gode «arbeidere». De er i stand til å berike et hektar land med nitrogen som veier opptil 390 kg. Flerårige belgfrukter er hjemsted for vinnere av nitrogendannelse, hvis produktivitet når opp til 560 kg per hektar dyrkbar jord.
Livsprosesser
Alle nitrogenfikserende bakterier i henhold til egenskapene til livsprosesser kan kombineres i to grupper. Den første gruppen er nitrifiserende. Essensen av metabolisme i dette tilfellet er en kjede av kjemiske transformasjoner. Ammonium, eller ammoniakk, omdannes til nitritter - s alter av salpetersyre. Nitritt blir på sin side omdannet til nitrater,er også s alter av denne forbindelsen. I form av nitrater absorberes nitrogen bedre av plantens rotsystem.
Den andre gruppen kalles denitrifiers. De utfører den omvendte prosessen: nitratene i jorda omdannes til gassformig nitrogen. Slik oppstår nitrogenkretsløpet i naturen.
Livets prosesser inkluderer også prosessen med reproduksjon. Det skjer ved celledeling i to. Mye sjeldnere - ved å spire. Karakteristisk for bakterier og den seksuelle prosessen, som kalles konjugering. I dette tilfellet finner utveksling av genetisk informasjon sted.
Siden rotsystemet frigjør mange verdifulle stoffer, setter det seg mange bakterier på det. De omdanner planterester til stoffer som planter kan ta opp. Som et resultat får jordlaget rundt visse egenskaper. Den kalles rhizosfæren.
Bakterier for å komme inn i roten
Det er flere måter å introdusere bakterieceller i vevet i rotsystemet. Dette kan oppstå på grunn av skade på integumentært vev eller på steder hvor rotcellene er unge. Rothårsonen er også en vei for kjemotrofer å komme inn i planten. Videre blir rothårene infisert, og som et resultat av aktiv deling av bakterieceller dannes knuter. De invaderende cellene danner smittsomme tråder som fortsetter prosessen med penetrasjon inn i plantevev. Ved hjelp av et ledende system kobles bakterieknuter til roten. Over tid vises et spesielt stoff i dem -legoglobin.
Ved tidspunktet for manifestasjon av optimal aktivitet får knutene en rosa farge (på grunn av legoglobinpigmentet). Bare de bakteriene som inneholder legoglobin kan fikse nitrogen.
Betydningen av kjemotrofer
Folk har lenge lagt merke til at hvis du graver opp belgfrukter med jord, blir høsten på dette stedet bedre. Faktisk er essensen ikke i ferd med å pløye. Slik jord er mer beriket med nitrogen, som er så nødvendig for vekst og utvikling av planter.
Hvis bladet kalles en oksygenfabrikk, så kan nitrogenfikserende bakterier med rette kalles en nitratfabrikk.
Selv på 1800-tallet trakk forskerne oppmerksomheten til belgfruktenes fantastiske evner. På grunn av mangel på kunnskap ble de bare tilskrevet planter og ikke assosiert med andre organismer. Det har blitt antydet at blader kan fikse atmosfærisk nitrogen. Under forsøkene ble det funnet at belgfrukter som vokste i vann mister denne evnen. I mer enn 15 år har dette spørsmålet forblitt et mysterium. Ingen gjettet at alt dette ble utført av nitrogenfikserende bakterier, hvis habitat ikke var studert. Det viste seg at saken er i symbiose av organismer. Bare sammen belgfrukter og bakterier kan produsere nitrater til planter.
Nå har forskere identifisert mer enn 200 planter som ikke tilhører belgfruktfamilien, men som er i stand til å danne en symbiose med nitrogenfikserende bakterier. Poteter, sorghum, hvete har også verdifulle egenskaper.
