Bakterije koje fiksiraju dušik: stanište, funkcije

Bakterije su koncept dobro poznat svima. Dobivanje sira i jogurta, antibiotika, pročišćavanje otpadnih voda - sve to omogućuje jednostanične bakterijske organizme. Upoznat ćemo ih bliže.

Tko su bakterije?

Predstavnici ovog područja živih priroda jedina su skupina prokariota - organizmi čije su stanice lišene jezgre. Ali to ne znači da uopće ne sadrže nikakve nasljedne informacije. DNA molekule se slobodno nalaze u citoplazmi stanice i nisu okružene membranom.

Budući da je njihova veličina mikroskopska - do 20 μm, bakterija proučava znanost o mikrobiologiji. Znanstvenici su otkrili da prokarioti mogu biti jednostanični ili se sjediniti u kolonijama. Imaju prilično primitivnu strukturu. Osim toga jezgra bakterija svuče svih vrsta plastida, Golgijev kompleks, EPS, liposomima i mitohondrijima. No, unatoč tome, bakterijska stanica može obavljati najvažnije procese života: anaerobnog disanja bez kisika, heterotrofni i autotrofni prehrane, aseksualna reprodukcija i stvaranje ciste, dok u nepovoljnoj.

Klase bakterija

Klasifikacija se temelji na različitim karakteristikama. Jedan od njih je oblik stanica. Dakle, vibrios izgledaju kao zarez, cocci je okrugli oblik. Vrsta spirale je spirilla, a oblik štapića je bacili.

Osim toga, bakterije se grupiraju prema strukturi stanice. Sadašnjost može oblikovati mukoznu kapsulu oko vlastitih stanica i opremljena je flagelom.

Cianobakterije, ili plavo-zelene alge, sposobne su za fotosintezu i, zajedno s gljivama, su dio lišajeva.

Mnoge vrste bakterija su sposobne za simbiozu - obostrano korisno suživot organizama. Azotfixeri se naseljavaju na korijenima mahunarki i ostalim biljkama, stvarajući nodule. Što funkcionira bakterija nodula, lako je pogoditi. Oni pretvaraju atmosferski dušik, što je tako neophodno da se biljke razvijaju.

Sredstva prehrane

Prokarioti su skupina organizama kojima su dostupne sve metode prehrane. Dakle, zelene i purpurne bakterije hrane se autogeno, zbog sunčeve energije. Zbog prisutnosti plastida mogu se obojiti u različitim bojama, ali nužno sadrže klorofil. Bakterijske i biljne fotosinteze su značajno različite. U bakterijama voda nije potreban reagens. Donji elektron može biti vodik ili sumporovodik, pa se kisik ne oslobađa tijekom ovog procesa.

Velika skupina bakterija hrani heterotrofno, tj. Gotove organske tvari. Takvi organizmi koriste za hranjenje ostataka mrtvih organizama i proizvoda njihovih vitalnih funkcija. Bakterije truljenja i fermentacija može razgraditi sve poznate organske tvari. Takvi organizmi se također nazivaju saprotrofovi.

Neke bakterijske biljke mogu stvoriti simbiozu s drugim organizmima: zajedno s gljivama uključene su u sastav zvijezda, međusobno korisno koegzistiraju s korijenima leguminoznih dušičnih bakterija.

chemotroph

Druga grupa vrsta hrane su hemotrofi. To je neka vrsta autotrofne prehrane, tijekom koje se energije umjesto solarne energije koristi kemijska veza različitih tvari. Takvi organizmi pripadaju bakterijama koje fiksiraju dušik. Oni oksidiraju neke anorganske spojeve, pružajući potrebnu količinu energije.

Bakterije koje fiksiraju dušik: stanište

Slično se također hrane mikroorganizmi koji su sposobni pretvoriti spojeve dušika. Oni se nazivaju bakterije koje fiksiraju dušik. Unatoč činjenici da bakterije žive svugdje, stanište ove vrste je tlo. Ili radije, korijene mahunarki.

struktura

Koja je funkcija bakterija nodula? To je zbog njihove strukture. Bakterije koje fiksiraju dušik jasno su vidljive golim okom. Naseljavajući se na korijenima mahunarki i žitaricama, prodiru u biljku. U tom slučaju nastaju zadebljanja, unutar kojih postoji metabolizam.

Vrijedno je reći da bakterije koje fiksiraju dušik pripadaju skupini mutualista. Njihov je suživot s drugim organizmima obostrano koristan. Tijekom tijeka postrojenja za fotosintezu sintetizira ugljikohidrat glukozu, nužnu za životne procese. Bakterije nisu sposobne za takav proces, tako da su gotovi šećeri dobiveni od graha.

Biljke za život trebaju dušik. Ova tvar u prirodi dovoljno je velika. Na primjer, sadržaj dušika u zraku je 78%. Međutim, u ovom stanju biljke nisu u stanju apsorbirati ovu tvar. Bakterije koje fiksiraju dušik asimiliraju atmosferski dušik i pretvaraju ga u oblik prikladan za biljke.

produktivnost

Kakvu funkciju provode bakterije koje fiksiraju dušik, može se uvjeriti primjer hemotrofne bakterije azospirillum. Ovaj organizam živi na korijenima žitarica: ječma ili pšenice. S pravom se zove voditelj proizvođača dušika. Na hektaru zemlje, on je u stanju napustiti do 60 kilograma ovog elementa.

Bakterije leguminoze koje fiksiraju dušik, kao što su rhizobitums, sinorizomi i drugi, također su dobri "toilers". Oni su u mogućnosti obogatiti jedan hektar zemlje s dušikom do 390 kg. Višegodišnje mahunarke dom su pobjednicima formiranja dušika, čija produktivnost doseže do 560 kg po hektaru obradivog zemljišta.

Životni procesi

Sve bakterije za fiksiranje dušika mogu se kombinirati u dvije skupine prema svojstvima životnih procesa. Prva skupina je nitrificirajuća. Bit metabolizma u ovom slučaju leži u lancu kemijskih transformacija. Amonijak, ili amonijak, pretvara se u nitrite, soli dušične kiseline. Nitriti se, pak, pretvaraju u nitrate, koji su također soli tog spoja. U obliku nitrata, dušik se bolje asimilira korijenski sustav biljaka.

Druga skupina naziva se denitrifikacija. Oni vrše obrnuti postupak: nitrati koji se nalaze u tlu pretvaraju se u plin dušik. Tako je u prirodi ciklus dušika.

Proces reprodukcije se također odnosi na procese životne aktivnosti. To se događa dijeljenjem stanica u dva. Mnogo rjeđe - od pupa. Karakterističan za bakterije i seksualni proces, koji se naziva konjugacija. Istodobno, razmjenjuju se genetske informacije.

Budući da korijenski sustav oslobađa mnoge vrijedne tvari, na njemu je mnogo bakterija. Oni pretvaraju ostatke biljaka u tvari koje mogu apsorbirati biljke. Kao rezultat toga, sloj tla oko pribavlja određena svojstva. Naziva se rizosferom.

Putovi prodora bakterija u korijen

Postoji nekoliko načina uvođenja bakterijskih stanica u tkiva korijenskog sustava. To se može dogoditi zbog oštećenja pokrovnih pokrova ili mjesta gdje su korijenske stanice mlade. Zona korijena dlake je također put penetracije hemotrofova u biljku. Nadalje, korijena dlana postaje inficirana i kao rezultat aktivne podjele bakterijskih stanica nastaju noduli. Imobilizirane stanice tvore infektivne niti, koje nastavljaju proces prodiranja u biljna tkiva. Uz pomoć sustava provođenja, bakterijski čvorovi su povezani s korijenom. S vremenom se u njima pojavljuje posebna tvar - leogoglobin.

U doba optimalne aktivnosti, čvorovi postaju ružičaste boje (zbog pigmenta legoglobina). Samo bakterije koje sadrže legoglobin mogu popraviti dušik.

Važnost kemotrofija

Ljudi su već dugo primijetili da će, ako iskopate mahunarke sa zemljom, žetve na ovom mjestu biti bolje. Zapravo, suština nije u procesu oranja. Takvo tlo je više obogaćeno dušikom, što je nužno za rast i razvoj biljaka.

Ako se list naziva postrojenje za proizvodnju kisika, tada se bakterije za fiksiranje dušika s pravom mogu nazvati tvornicom za proizvodnju nitrata.

Natrag u 19. stoljeću, znanstvenici su privukli pozornost na nevjerojatne sposobnosti mahunarki. Zbog nedostatka znanja, oni se pripisuju samo biljkama i nisu povezani s drugim organizmima. Sugerira se da lišće može popraviti atmosferski dušik. Tijekom pokusa, ustanovljeno je da se mahunarke koje su rasle u vodi izgubile ovu sposobnost. Više od 15 godina ovaj problem ostaje tajna. Nitko nije nagađao da se provode sve ove bakterije koje fiksiraju dušik, čije se stanište nije proučavalo. Pokazalo se da je stvar u simbiozi organizama. Samo zajedno, mahunarke i bakterije mogu proizvesti nitrate za biljke.

Sada znanstvenici su identificirali više od 200 biljaka koje ne pripadaju obitelj mahunarki, ali su u mogućnosti stvoriti simbiozu s bakterijama koje fiksiraju dušik. Krumpir, sirak, pšenica također imaju vrijedna svojstva.