Kvävefixerande bakterier: livsmiljö, funktion

Bakterier - ett koncept bekant för alla. Att få ost och yoghurt, antibiotika, reningsverk - allt detta gör det möjligt att encelliga bakteriella organismer. Låt oss lära känna dem närmare.

Vilka är bakterierna?

Företrädare för denna sfär av naturen utgör en enda grupp av prokaryoter - organismer, celler berövas kärna. Men detta betyder inte att de inte innehåller genetisk information. DNA-molekyler är fria i cytoplasman, och är inte omgivna av skalet.

På grund av deras mikroskopiska storlek - upp till 20 mikrometer, bakterier naturkunskap mikrobiologi. Forskare har funnit att prokaryoter kan vara encellig eller delta i kolonin. De har en ganska primitiv struktur. Utöver kärnan bakterien strippas av alla typer av plastider, Golgi-komplex, EPS, lysosomer och mitokondrier. Men trots detta är bakteriecellen kan utföra de viktigaste processerna i livet: anaerob respiration utan syre, heterotrofa och autotrofa näring, asexuell reproduktion och bildandet av cystor samtidigt upplever ogynnsamma förhållanden.

klasser av bakterier

Den är baserad på klassificeringen av de olika tecknen. En av dem - en form av cell. Till exempel ta formen vibrio kommatecken, kocker - rundad form. spiral vyer har spiralen och stavformade - baciller.

Vidare är bakterierna kombineras i grupper beroende på egenskaperna hos den cellstruktur. Dessa är i stånd att bilda en mukös kapsel runt sina egna celler och är utrustade med flageller.

Cyanobakterier, eller blågrönalger, är kapabla att fotosyntes och med svampen är en del av lavar.

Många typer av bakterier är i stånd att symbios - ett ömsesidigt fördelaktigt samlevnads organismer. Kvävefixerande bakterier sätta sig på rötterna av baljväxter och andra växter, som bildar knölar. Vad gör knöl bakterier, lätt att gissa. De omvandlar atmosfäriskt kväve, som är så nödvändigt för utvecklingen av växter.

försörjnings Metoder

Prokaryoter är en grupp organismer som finns alla typer av utfodring. Så, grönt och lila bakterier livnär sig på autotrofa, med solenergi. På grund av närvaron av plastider kan målas i olika färger, men alltid innehåller klorofyll. Bakteriell och växt fotosyntes skiljer sig markant. I bakterier, vattnet inte behövs reagens. Elektrondonatorn kan vara väte eller vätesulfid, därför, syre frigörs inte under denna process.

En stor grupp av bakterier matas heterotrofiskt, t. E. Ready organiska ämnen. Sådana organismer används för att leverera resterna av döda organismer och deras metaboliska produkter. Bakterier ruttnande och jäsning kan bryta ned alla de kända organiska substanser. Sådana organismer kallas saprotroph.

Vissa växter bakterier kan bilda en symbios med andra organismer: svampar, tillsammans med en del av lav, inbördes samexistera med rötterna av baljväxter kvävefixerande root knöl bakterier.

kemoautotrof

En annan grupp av livsmedelstyper är kemoautotrof. Det är typ av autotroft näring, där solenergi används istället för energin av kemiska bindningar av olika ämnen. Kvävefixerande bakterier hör till sådana organismer. De oxiderar vissa oorganiska föreningar själva samtidigt säkerställa den nödvändiga mängden av energi.

Kvävefixerande bakterier: livsmiljö

På liknande sätt, det foder och mikroorganismer med förmåga att omvandla en kväveförening. De kallas kvävefixerande bakterier. Trots att bakterierna lever överallt, livsmiljön för denna speciella typ - marken. Mer specifikt, rötter baljväxter.

struktur

Vad gör knöl bakterier? Det är på grund av sin struktur. Kvävefixerande bakterier är klart synliga för blotta ögat. Landa på rötterna av baljväxter och spannmål, de tränger in i anläggningen. I denna form förtjockning, som äger rum inom ämnesomsättningen.

Det är värt att säga att kvävefixerande bakterier är Mutualists grupp. Deras samexistens med andra organismer är till ömsesidig nytta. Under fotosyntesen, växter syntetisera kolhydrater glukos, som är nödvändig för livsprocesser. Bakterier är inte i stånd att en sådan process, så redo att få socker från bönorna.

Anläggningar för livet behöver kväve. Detta ämne i form av ett tillräckligt stort antal. Till exempel, är innehållet av luft kväve 78%. Men i detta tillstånd, växterna inte kan absorbera detta ämne. Kvävefixerande bakterier fixera atmosfäriskt kväve och översätta det till en form lämplig för växterna.

produktivitet

Vad gör kvävefixerande bakterier kan ses i exemplet kemotrof Azospirillum bakterier. Denna organism lever på rötterna av gräs: korn eller vete. Han är med rätta kallas en ledare bland producenterna av kväve. Per hektar den har möjlighet att ge 60 kg av elementet.

Kvävefixerande bakterier av baljväxter, såsom rizobitumy, sinorizobiumy och andra är också bra "arbetare". De kan berika hektar mark massa med kväve upp till 390 kg. På perenna baljväxter bebor vinnare azotoobrazovaniya vars prestanda är upp till 560 kg per hektar av odlad mark.

livsprocesser

Alla kvävefixerande bakterier på detaljerna i de vitala processer kan indelas i två grupper. Den första gruppen är den nitrifierande. Kärnan i ämnesomsättningen i detta fall är en kedja av kemiska omvandlingar. Ammoniak, eller ammoniak omvandlas till nitrit - salter av salpetersyra. Nitriter, i sin tur, omvandlas till nitrater, som också är de salter av denna förening. I form av nitratkväve är bättre absorberas av rotsystemet av växter.

Den andra gruppen kallas denitrifierande bakterier. De utför den omvända processen: nitrater som finns i jorden, omvandlas till kvävgas. Det finns alltså en kvävets kretslopp i naturen.

Genom processerna i livet också gäller reproduktionsprocessen. Den förekommer genom att dela den i två celler. Mycket mindre - genom knoppning. Kännetecknande för bakterierna och sexuellt process som kallas konjugation. Samtidigt finns det ett utbyte av genetisk information.

Eftersom rotsystemet allokerar en hel del värdefulla ämnen, bakterier lägger sig i det mycket. De omvandlar växtrester till ämnen som kan absorbera anläggningen. Som ett resultat, ett skikt av jord runt förvärvar vissa egenskaper. Det kallas rizosfären.

Sätt att penetration av bakterier i roten

Det finns flera sätt att införa bakteriecellerna i vävnaderna i rotsystemet. Detta kan inträffa på grund av försämring av integumentary vävnader eller i områden där roten till unga celler. rot hår zonen också kemoautotrof genom penetrering i växten. Vidare, rothår och infekterades som ett resultat av aktiv celldelning av bakteriella noduler bildades. Genomföra infektiösa celler bildar filament som fortsätter processen för inträngning i växtvävnad. Med ledande bakteriella system i samband med de bakomliggande knölar. Med tiden får de en speciell ingrediens - Leghemoglobin.

Vid tiden symptom optimala aktivitets noduler förvärva en rosa färg (på grund av pigmentet Leghemoglobin). Kunna fixa kväve endast de bakterier som innehåller Leghemoglobin.

Betydelse kemoautotrof

Människor har länge märkt att om baljväxter gräva i jorden på denna plats skörd kommer att bli bättre. I själva verket är den punkt inte i färd med att plöja. Denna jord är mer berikad med kväve, så är nödvändigt för tillväxt och utveckling av växter.

Om arket betecknas som en fabrik för produktion av syre, kan de kvävefixerande bakterier rätta kallas en fabrik för produktion av nitrater.

Tillbaka i 19-talet, har forskare uppmärksammat den fantastiska förmågan baljväxter. På grund av bristande kunskap om deras skrivas enbart växter och i samband med andra organismer. Det har föreslagits att bladen kan fixa atmosfäriskt kväve. Under experiment fann man att pulser som har vuxit i vattnet, förlorar denna förmåga. Under 15 år har denna fråga förblivit ett mysterium. Ingen gissade att bära allt detta kvävefixerande bakterier, som är livsmiljö har inte studerats. Det visade sig att fallet i ett symbiotiskt organismer. Endast tillsammans baljväxter och bakterier kan producera nitrater för växter.

Nu har forskare identifierat mer än 200 växter, som inte tillhör baljväxter familjen, men kan bilda en symbios med kvävefixerande bakterier. Potatis, sorghum, vete har också värdefulla egenskaper.