Bakterier er et begreb, som alle kender. At få ost og yoghurt, antibiotika, spildevandsbehandling - alt dette er gjort muligt af encellede bakterielle organismer. Lad os lære dem bedre at kende.
Hvem er bakterier?
Repræsentanter for dette rige af vilde dyr er den eneste gruppe af prokaryoter - organismer, hvis celler mangler en kerne. Men det betyder ikke, at de slet ikke indeholder arvelige oplysninger. DNA-molekyler er frie i cellens cytoplasma og er ikke omgivet af en membran.
Da deres størrelser er mikroskopiske - op til 20 mikron, studeres bakterier af mikrobiologiens videnskab. Forskere har fundet ud af, at prokaryoter kan være encellede eller forenes i kolonier. De har en ret primitiv struktur. Ud over kernen mangler bakterier alle typer plastider, Golgi-komplekset, EPS, lysosomer og mitokondrier. Men på trods af dette er bakteriecellen i stand til at udføre de vigtigste livsprocesser: anaerob respiration uden brug af ilt, heterotrofisk og autotrofisk ernæring, aseksuel reproduktion og cystedannelse under oplevelsen af ugunstige forhold.betingelser.
Klasser af bakterier
Klassificeringen er baseret på forskellige funktioner. En af dem er formen på cellerne. Så vibrioer har form af et komma, cocci - en afrundet form. Spiraler har en spiralform, og baciller har en stavformet form.
Derudover kombineres bakterier i grupper afhængigt af cellens strukturelle træk. De rigtige er i stand til at danne en slimet kapsel omkring deres egen celle og er udstyret med flageller.
Cyanobakterier, eller blågrønalger, er i stand til fotosyntese og er sammen med svampe en del af lav.
Mange arter af bakterier er i stand til symbiose - gensidigt gavnligt samliv mellem organismer. Nitrogenfiksere sætter sig på rødderne af bælgfrugter og andre planter og danner knuder. Det er nemt at gætte, hvilken funktion knudebakterier udfører. De omdanner atmosfærisk nitrogen, som er så nødvendigt for, at planter kan udvikle sig.
Spisemetoder
Prokaryoter er en gruppe af organismer, der har adgang til alle typer føde. Så grønne og lilla bakterier fodres autotrofiskt på grund af solenergi. På grund af tilstedeværelsen af plastider kan de males i forskellige farver, men de indeholder nødvendigvis klorofyl. Bakterie- og plantefotosyntese er fundament alt forskellige. I bakterier er vand ikke et væsentligt reagens. Elektrondonoren kan være brint eller hydrogensulfid, så der frigives ikke ilt under denne proces.
En stor gruppe bakterier fodrer heterotrofiskt, det vil sige færdige organiske stoffer. Sådanne organismer bruger resterne af døde organismer til mad ogderes livsprodukter. Nedbrydnings- og gæringsbakterier er i stand til at nedbryde alle kendte organiske stoffer. Sådanne organismer kaldes også saprotrofer.
Nogle plantebakterier kan danne symbiose med andre organismer: sammen med svampe er de en del af laver, nitrogenfikserende knudebakterier sameksisterer til gensidig fordel med bælgplanternes rødder.
Kemotrofer
Kemotrofer er en anden fødevaregruppe. Dette er en slags autotrofisk ernæring, hvor der i stedet for solenergi bruges energien fra kemiske bindinger af forskellige stoffer. Nitrogenfikserende bakterier er en sådan organisme. De oxiderer nogle uorganiske forbindelser, mens de forsyner sig selv med den nødvendige mængde energi.
Nitrogenfikserende bakterier: habitat
Mikroorganismer, der er i stand til at omdanne nitrogenforbindelser, fodres også på lignende måde. De kaldes nitrogenfikserende bakterier. På trods af, at bakterier lever over alt, er habitatet for denne særlige art jorden, eller rettere sagt rødderne af bælgplanter.
Bygning
Hvad er funktionen af knudebakterier? Det skyldes deres struktur. Nitrogenfikserende bakterier er tydeligt synlige for det blotte øje. De slår sig ned på rødderne af bælgfrugter og korn og trænger ind i planten. I dette tilfælde dannes der fortykkelser, inden i hvilke stofskiftet finder sted.
Det skal siges, at nitrogenfikserende bakterier tilhører gruppen af mutualister. Deres sameksistens med andre organismer er til gensidig fordel. PÅUnder fotosyntesen syntetiserer planten kulhydratglukose, som er nødvendig for livsprocesser. Bakterier er ikke i stand til en sådan proces, så færdiglavede sukkerarter fås fra bælgfrugter.
Planter har brug for nitrogen for at leve. Der er ret mange af dette stof i naturen. For eksempel er nitrogenindholdet i luften 78%. Men i denne tilstand er planter ikke i stand til at absorbere dette stof. Nitrogenfikserende bakterier absorberer atmosfærisk nitrogen og omdanner det til en form, der er egnet til planter.
Ydeevne
Hvad er funktionen af nitrogenfikserende bakterier kan ses på eksemplet med den kemotrofe bakterie azospirillum. Denne organisme lever på rødderne af korn: byg eller hvede. Det kaldes med rette den førende blandt nitrogenproducenter. På en hektar jord er han i stand til at give op til 60 kg af dette grundstof.
Nitrogen-fikserende bakterier af bælgplanter, såsom rhizobitums, sinorhizobiums og andre, er også gode "arbejdere". De er i stand til at berige en hektar jord med nitrogen, der vejer op til 390 kg. Flerårige bælgplanter er hjemsted for vindere af nitrogendannelse, hvis produktivitet når op til 560 kg pr. hektar agerjord.
Livsprocesser
Alle nitrogenfikserende bakterier i henhold til livsprocessernes karakteristika kan kombineres i to grupper. Den første gruppe er nitrificerende. Essensen af metabolisme i dette tilfælde er en kæde af kemiske transformationer. Ammonium, eller ammoniak, omdannes til nitritter - s alte af salpetersyre. Nitritter omdannes til gengæld til nitrater,er også s alte af denne forbindelse. I form af nitrater absorberes nitrogen bedre af planters rodsystem.
Den anden gruppe kaldes denitrifiers. De udfører den omvendte proces: de nitrater, der er indeholdt i jorden, omdannes til gasformigt nitrogen. Sådan opstår nitrogenkredsløbet i naturen.
Livets processer omfatter også reproduktionsprocessen. Det sker ved celledeling i to. Meget sjældnere - ved knopskydning. Karakteristisk for bakterier og den seksuelle proces, som kaldes konjugation. I dette tilfælde finder udvekslingen af genetisk information sted.
Da rodsystemet frigiver mange værdifulde stoffer, sætter en masse bakterier sig på det. De omdanner planterester til stoffer, som planter kan optage. Som følge heraf får jordlaget omkring visse egenskaber. Det kaldes rhizosfæren.
Bakterier til at komme ind i roden
Der er flere måder at introducere bakterieceller i rodsystemets væv. Dette kan opstå på grund af skader på integumentære væv eller på steder, hvor rodcellerne er unge. Rodhårzonen er også en vej for kemotrofer at komme ind i planten. Yderligere bliver rodhårene inficeret, og som følge af den aktive deling af bakterieceller dannes der knuder. De invaderende celler danner infektiøse tråde, der fortsætter processen med at trænge ind i plantevæv. Ved hjælp af et ledende system forbindes bakterieknuder til roden. Over tid vises et særligt stof i dem -legoglobin.
På tidspunktet for manifestation af optimal aktivitet får knuderne en lyserød farve (på grund af legoglobinpigmentet). Kun de bakterier, der indeholder legoglobin, kan fiksere nitrogen.
Betydningen af kemotrofer
Folk har længe lagt mærke til, at hvis du graver bælgplanter op med jord, bliver høsten på dette sted bedre. Faktisk er essensen ikke i gang med at pløje. Sådan jord er mere beriget med nitrogen, som er så nødvendigt for vækst og udvikling af planter.
Hvis bladet kaldes en iltfabrik, så kan nitrogenfikserende bakterier med rette kaldes en nitratfabrik.
Selv i det 19. århundrede henledte videnskabsmænd opmærksomheden på bælgplanternes fantastiske evner. På grund af manglende viden blev de kun tilskrevet planter og ikke forbundet med andre organismer. Det er blevet foreslået, at blade kan fiksere atmosfærisk nitrogen. Under forsøgene viste det sig, at bælgfrugter, der voksede i vand, mister denne evne. I mere end 15 år har dette spørgsmål forblevet et mysterium. Ingen gættede på, at alt dette blev udført af nitrogenfikserende bakterier, hvis levested ikke var blevet undersøgt. Det viste sig, at sagen er i symbiose af organismer. Kun sammen bælgfrugter og bakterier kan producere nitrater til planter.
Nu har forskere identificeret mere end 200 planter, der ikke tilhører bælgplantefamilien, men som er i stand til at danne en symbiose med nitrogenfikserende bakterier. Kartofler, sorghum, hvede har også værdifulde egenskaber.
