Bakterije je koncept, ki ga poznajo vsi. Pridobivanje sira in jogurta, antibiotiki, čiščenje odplak - vse to omogočajo enocelični bakterijski organizmi. Spoznajmo jih bolje.
Kdo so bakterije?
Predstavniki tega kraljestva divjih živali so edina skupina prokariotov - organizmov, katerih celice nimajo jedra. A to ne pomeni, da sploh ne vsebujejo dednih podatkov. Molekule DNK so proste v citoplazmi celice in niso obdane z membrano.
Ker so njihove velikosti mikroskopske - do 20 mikronov, bakterije preučuje mikrobiološka znanost. Znanstveniki so ugotovili, da so prokarioti lahko enocelični ali pa se združujejo v kolonije. Imajo precej primitivno strukturo. Poleg jedra bakterijam manjkajo vse vrste plastidov, Golgijev kompleks, EPS, lizosomi in mitohondriji. Toda kljub temu je bakterijska celica sposobna izvajati najpomembnejše življenjske procese: anaerobno dihanje brez uporabe kisika, heterotrofno in avtotrofno prehrano, nespolno razmnoževanje in nastanek cist med doživljanjem neugodnih razmer.pogoji.
Razredi bakterij
Razvrstitev temelji na različnih značilnostih. Ena od njih je oblika celic. Torej, vibriji imajo obliko vejice, koki - zaobljeno obliko. Spirale imajo spiralno obliko, bacili pa paličasto obliko.
Poleg tega so bakterije združene v skupine glede na strukturne značilnosti celice. Pravi lahko tvorijo sluzasto kapsulo okoli lastne celice in so opremljeni z bičici.
Cianobakterije ali modro-zelene alge so sposobne fotosinteze in so skupaj z glivami del lišajev.
Številne vrste bakterij so sposobne simbioze - obojestransko koristno sobivanje organizmov. Sredstva za fiksiranje dušika se naselijo na koreninah stročnic in drugih rastlin in tvorijo vozličke. Preprosto je uganiti, kakšno funkcijo opravljajo vozličaste bakterije. Pretvorijo atmosferski dušik, ki je tako potreben za razvoj rastlin.
Načini prehranjevanja
Prokarioti so skupina organizmov, ki imajo dostop do vseh vrst hrane. Torej, zelene in vijolične bakterije se hranijo avtotrofno, zaradi sončne energije. Zaradi prisotnosti plastidov jih lahko barvamo v različnih barvah, nujno pa vsebujejo klorofil. Bakterijska in rastlinska fotosinteza se bistveno razlikujeta. Pri bakterijah voda ni bistven reagent. Darovalec elektronov je lahko vodik ali vodikov sulfid, zato se kisik med tem postopkom ne sprošča.
Velika skupina bakterij se hrani heterotrofno, torej s pripravljenimi organskimi snovmi. Takšni organizmi uporabljajo ostanke mrtvih organizmov za hrano innjihovih življenjskih produktov. Bakterije razpadanja in fermentacije so sposobne razgraditi vse znane organske snovi. Takšni organizmi se imenujejo tudi saprotrofi.
Nekatere rastlinske bakterije lahko tvorijo simbiozo z drugimi organizmi: skupaj z glivami so del lišajev, bakterije vozličev, ki vežejo dušik, soobstajajo v vzajemni koristi s koreninami stročnic.
kemotrofi
Kemotrofi so še ena skupina živil. To je neke vrste avtotrofna prehrana, pri kateri se namesto sončne energije uporablja energija kemičnih vezi različnih snovi. Bakterije, ki vežejo dušik, so en tak organizem. Oksidirajo nekatere anorganske spojine, hkrati pa si zagotovijo potrebno količino energije.
Bakterije, ki vežejo dušik: habitat
Mikroorganizmi, ki lahko pretvarjajo dušikove spojine, se prav tako hranijo na podoben način. Imenujejo se bakterije, ki vežejo dušik. Kljub dejstvu, da bakterije živijo povsod, je habitat te posebne vrste zemlja, oziroma korenine stročnic.
zgradba
Kakšna je funkcija nodusnih bakterij? To je posledica njihove strukture. Bakterije, ki vežejo dušik, so jasno vidne s prostim očesom. Ko se naselijo na koreninah stročnic in žit, prodrejo v rastlino. V tem primeru nastanejo zadebelitve, znotraj katerih poteka presnova.
Treba je povedati, da bakterije, ki vežejo dušik, spadajo v skupino mutualistov. Njihovo sobivanje z drugimi organizmi je obojestransko koristno. ATMed fotosintezo rastlina sintetizira ogljikove hidrate glukoze, ki je potrebna za življenjske procese. Bakterije niso sposobne takega procesa, zato se iz stročnic pridobivajo že pripravljeni sladkorji.
Rastline potrebujejo dušik za življenje. Te snovi je v naravi precej. Na primer, vsebnost dušika v zraku je 78%. Vendar v tem stanju rastline ne morejo absorbirati te snovi. Bakterije, ki vežejo dušik, absorbirajo atmosferski dušik in ga pretvorijo v obliko, primerno za rastline.
Uspešnost
Kakšna je funkcija bakterij, ki fiksirajo dušik, lahko vidimo na primeru kemotrofne bakterije azospirillum. Ta organizem živi na koreninah žit: ječmena ali pšenice. Upravičeno se imenuje vodilni med proizvajalci dušika. Na hektar zemlje je sposoben dati do 60 kg tega elementa.
Bakterije stročnic, ki fiksirajo dušik, kot so rizobitumi, sinorhizobiji in druge, so tudi dobri »delavci«. Lahko obogatijo hektar zemlje z dušikom, ki tehta do 390 kg. Večletne stročnice so dom zmagovalcev tvorbe dušika, katerih produktivnost doseže do 560 kg na hektar obdelovalne zemlje.
Življenjski procesi
Vse bakterije, ki fiksirajo dušik, glede na značilnosti življenjskih procesov lahko združimo v dve skupini. Prva skupina je nitrifikacijska. Bistvo metabolizma v tem primeru je veriga kemičnih transformacij. Amonij ali amoniak se pretvori v nitrite - soli dušikove kisline. Nitriti se nato pretvorijo v nitrate,so tudi soli te spojine. V obliki nitratov koreninski sistem rastlin bolje absorbira dušik.
Druga skupina se imenuje denitrifikatorji. Izvajajo obraten proces: nitrati, ki jih vsebujejo tla, se pretvorijo v plinasti dušik. Tako poteka kroženje dušika v naravi.
Življenjski procesi vključujejo tudi proces razmnoževanja. Pojavi se z delitvijo celice na dva dela. Veliko manj pogosto - z brstenjem. Značilen za bakterije in spolni proces, ki se imenuje konjugacija. V tem primeru pride do izmenjave genetskih informacij.
Ker koreninski sistem sprošča veliko dragocenih snovi, se na njem naselijo številne bakterije. Rastlinske ostanke pretvarjajo v snovi, ki jih rastline lahko absorbirajo. Kot rezultat, plast zemlje okoli pridobi določene lastnosti. Imenuje se rizosfera.
Poti za vstop bakterij v korenino
Obstaja več načinov za vnos bakterijskih celic v tkiva koreninskega sistema. To se lahko zgodi zaradi poškodbe pokrovnih tkiv ali na mestih, kjer so koreninske celice mlade. Območje koreninskih las je tudi pot za vstop kemotrofov v rastlino. Nadalje se koreninski lasje okužijo in kot posledica aktivne delitve bakterijskih celic nastanejo vozlički. Invazivne celice tvorijo nalezljive niti, ki nadaljujejo proces prodiranja v rastlinska tkiva. S pomočjo prevodnega sistema se bakterijski vozliči povežejo s korenino. Sčasoma se v njih pojavi posebna snov -legoglobin.
V času manifestacije optimalne aktivnosti vozliči dobijo rožnato barvo (zaradi pigmenta legoglobina). Samo tiste bakterije, ki vsebujejo legoglobin, lahko fiksirajo dušik.
Pomen kemotrofov
Ljudje že dolgo opazijo, da bo letina na tem mestu, če izkopljete stročnice z zemljo, boljša. Pravzaprav bistvo ni v procesu oranja. Takšna tla so bolj obogatena z dušikom, ki je tako potreben za rast in razvoj rastlin.
Če se list imenuje tovarna kisika, potem lahko bakterije, ki vežejo dušik, upravičeno imenujemo tovarna nitratov.
Še v 19. stoletju so znanstveniki opozarjali na neverjetne sposobnosti stročnic. Zaradi pomanjkanja znanja so jih pripisovali le rastlinam in niso povezovali z drugimi organizmi. Predlagano je bilo, da lahko listi pritrdijo atmosferski dušik. Med poskusi je bilo ugotovljeno, da stročnice, ki so rasle v vodi, izgubijo to sposobnost. Že več kot 15 let je to vprašanje ostalo skrivnost. Nihče ni uganil, da vse to izvajajo bakterije, ki vežejo dušik, katerih habitat ni bil raziskan. Izkazalo se je, da je stvar v simbiozi organizmov. Samo skupaj stročnice in bakterije lahko proizvedejo nitrate za rastline.
Zdaj so znanstveniki identificirali več kot 200 rastlin, ki ne spadajo v družino stročnic, vendar lahko tvorijo simbiozo z bakterijami, ki vežejo dušik. Dragocene lastnosti imajo tudi krompir, sirek, pšenica.
