Baktérie je pojem, ktorý pozná každý. Dostať syr a jogurt, antibiotiká, čistenie odpadových vôd – to všetko umožňujú jednobunkové bakteriálne organizmy. Poďme ich lepšie spoznať.
Kto sú baktérie?
Zástupcovia tohto kráľovstva divokej prírody sú jedinou skupinou prokaryotov – organizmov, ktorých bunkám chýba jadro. To ale neznamená, že vôbec neobsahujú dedičnú informáciu. Molekuly DNA sú voľné v cytoplazme bunky a nie sú obklopené membránou.
Vzhľadom na to, že ich veľkosti sú mikroskopické – až do 20 mikrónov, baktérie študuje mikrobiologická veda. Vedci zistili, že prokaryoty môžu byť jednobunkové alebo sa môžu zjednotiť v kolóniách. Majú pomerne primitívnu štruktúru. Okrem jadra baktériám chýbajú všetky typy plastidov, Golgiho komplex, EPS, lyzozómy a mitochondrie. Ale napriek tomu je bakteriálna bunka schopná vykonávať najdôležitejšie životné procesy: anaeróbne dýchanie bez použitia kyslíka, heterotrofnú a autotrofnú výživu, asexuálnu reprodukciu a tvorbu cýst počas nepriaznivých podmienok.podmienky.
Triedy baktérií
Klasifikácia je založená na rôznych vlastnostiach. Jedným z nich je tvar buniek. Takže vibriá majú formu čiarky, koky - zaoblený tvar. Špirály majú tvar špirály a bacily majú tvar tyčinky.
Okrem toho sa baktérie spájajú do skupín v závislosti od štrukturálnych vlastností bunky. Tie skutočné sú schopné vytvoriť slizkú kapsulu okolo svojej vlastnej bunky a sú vybavené bičíkmi.
Sinice, čiže modrozelené riasy, sú schopné fotosyntézy a spolu s hubami sú súčasťou lišajníkov.
Mnohé druhy baktérií sú schopné symbiózy – obojstranne výhodného spolunažívania organizmov. Fixátory dusíka sa usadzujú na koreňoch strukovín a iných rastlín a vytvárajú uzliny. Je ľahké uhádnuť, akú funkciu vykonávajú baktérie uzlín. Premieňajú atmosférický dusík, ktorý je tak potrebný pre vývoj rastlín.
Metódy stravovania
Prokaryoty sú skupina organizmov, ktoré majú prístup ku všetkým druhom potravy. Zelené a fialové baktérie sa teda živia autotrofne v dôsledku slnečnej energie. Vďaka prítomnosti plastidov môžu byť natreté rôznymi farbami, ale nevyhnutne obsahujú chlorofyl. Bakteriálna a rastlinná fotosyntéza sú zásadne odlišné. V baktériách nie je voda základným činidlom. Donorom elektrónu môže byť vodík alebo sírovodík, takže počas tohto procesu sa neuvoľňuje kyslík.
Veľká skupina baktérií sa živí heterotrofne, teda hotovými organickými látkami. Takéto organizmy využívajú zvyšky mŕtvych organizmov na potravu aich životné produkty. Baktérie rozkladu a fermentácie sú schopné rozložiť všetky známe organické látky. Takéto organizmy sa tiež nazývajú saprotrofy.
Niektoré rastlinné baktérie môžu vytvárať symbiózu s inými organizmami: spolu s hubami sú súčasťou lišajníkov, nodulové baktérie viažuce dusík vzájomne prospešne koexistujú s koreňmi strukovín.
Chemotrofy
Ďalšou potravinovou skupinou sú chemotrofy. Ide o druh autotrofnej výživy, pri ktorej sa namiesto slnečnej energie využíva energia chemických väzieb rôznych látok. Jedným z takýchto organizmov sú baktérie viažuce dusík. Oxidujú niektoré anorganické zlúčeniny, pričom si poskytujú potrebné množstvo energie.
Baktérie viažuce dusík: biotop
Mikroorganizmy schopné premieňať zlúčeniny dusíka sa tiež živia podobným spôsobom. Nazývajú sa baktérie viažuce dusík. Napriek tomu, že baktérie žijú všade, biotopom tohto konkrétneho druhu je pôda, respektíve korene strukovín.
Building
Aká je funkcia nodulových baktérií? Je to spôsobené ich štruktúrou. Baktérie viažuce dusík sú jasne viditeľné voľným okom. Usadzujú sa na koreňoch strukovín a obilnín a prenikajú do rastliny. V tomto prípade sa tvoria zhrubnutia, vo vnútri ktorých prebieha metabolizmus.
Treba povedať, že baktérie viažuce dusík patria do skupiny mutualistov. Ich spolužitie s inými organizmami je obojstranne výhodné. ATPočas fotosyntézy rastlina syntetizuje uhľohydrátovú glukózu, ktorá je nevyhnutná pre životné procesy. Baktérie nie sú schopné takéhoto procesu, preto sa hotové cukry získavajú zo strukovín.
Rastliny potrebujú k životu dusík. Tejto látky je v prírode pomerne veľa. Napríklad obsah dusíka vo vzduchu je 78%. V tomto stave však rastliny nie sú schopné túto látku absorbovať. Baktérie viažuce dusík absorbujú atmosférický dusík a premieňajú ho na formu vhodnú pre rastliny.
Výkon
Akú funkciu majú baktérie viažuce dusík je možné vidieť na príklade chemotrofnej baktérie azospirillum. Tento organizmus žije na koreňoch obilnín: jačmeňa alebo pšenice. Právom sa nazýva lídrom medzi producentmi dusíka. Na hektár pôdy je schopný vydať až 60 kg tohto prvku.
Dobrými „pracantmi“sú aj baktérie strukovín viažuce dusík, ako sú rizobity, sinorhizóby a iné. Sú schopné obohatiť hektár pôdy dusíkom s hmotnosťou až 390 kg. Viacročné strukoviny sú domovom víťazov tvorby dusíka, ktorých produktivita dosahuje až 560 kg na hektár ornej pôdy.
Životné procesy
Všetky baktérie viažuce dusík podľa charakteristík životných procesov možno spojiť do dvoch skupín. Prvá skupina je nitrifikačná. Podstatou metabolizmu je v tomto prípade reťazec chemických premien. Amónium alebo amoniak sa premieňa na dusitany - soli kyseliny dusičnej. Dusitany sa zase premieňajú na dusičnany,sú tiež soli tejto zlúčeniny. Vo forme dusičnanov je dusík lepšie absorbovaný koreňovým systémom rastlín.
Druhá skupina sa nazýva denitrifikátory. Vykonávajú opačný proces: dusičnany obsiahnuté v pôde sa premieňajú na plynný dusík. Takto prebieha cyklus dusíka v prírode.
Procesy života zahŕňajú aj proces rozmnožovania. Vyskytuje sa delením buniek na dve časti. Oveľa menej často - pučaním. Charakteristické pre baktérie a sexuálny proces, ktorý sa nazýva konjugácia. V tomto prípade dochádza k výmene genetickej informácie.
Keďže koreňový systém uvoľňuje množstvo cenných látok, usádza sa na ňom množstvo baktérií. Premieňajú rastlinné zvyšky na látky, ktoré rastliny dokážu absorbovať. Výsledkom je, že vrstva pôdy okolo získava určité vlastnosti. Nazýva sa to rizosféra.
Cesty pre vstup baktérií do koreňa
Existuje niekoľko spôsobov, ako zaviesť bakteriálne bunky do tkanív koreňového systému. Môže k tomu dôjsť v dôsledku poškodenia krycích tkanív alebo na miestach, kde sú koreňové bunky mladé. Zóna koreňových vláskov je tiež cestou pre vstup chemotrofov do rastliny. Ďalej sa infikujú koreňové vlásky a v dôsledku aktívneho delenia bakteriálnych buniek sa vytvárajú uzliny. Invázne bunky tvoria infekčné vlákna, ktoré pokračujú v procese prenikania do rastlinných tkanív. Pomocou vodivého systému sú bakteriálne uzliny spojené s koreňom. Postupom času sa v nich objavuje špeciálna látka -legoglobín.
V čase prejavu optimálnej aktivity uzliny získajú ružovú farbu (v dôsledku pigmentu legoglobínu). Iba baktérie, ktoré obsahujú legoglobín, dokážu fixovať dusík.
Význam chemotrofov
Ľudia si už dávno všimli, že ak strukoviny okopete aj so zeminou, úroda na tomto mieste bude lepšia. V skutočnosti podstata nie je v procese orby. Takáto pôda je viac obohatená o dusík, ktorý je taký potrebný pre rast a vývoj rastlín.
Ak sa list nazýva továreň na kyslík, potom baktérie viažuce dusík možno právom nazvať továreň na dusičnany.
Už v 19. storočí vedci upozorňovali na úžasné schopnosti strukovín. Kvôli nedostatku vedomostí boli pripisované iba rastlinám a nesúviseli s inými organizmami. Bolo navrhnuté, že listy môžu fixovať atmosférický dusík. Počas pokusov sa zistilo, že strukoviny, ktoré rástli vo vode, túto schopnosť strácajú. Už viac ako 15 rokov zostáva táto otázka záhadou. Nikto netušil, že to všetko vykonali baktérie viažuce dusík, ktorých biotop nebol skúmaný. Ukázalo sa, že vec je v symbióze organizmov. Len spolu strukoviny a baktérie môžu produkovať dusičnany pre rastliny.
Vedci teraz identifikovali viac ako 200 rastlín, ktoré nepatria do čeľade strukovín, ale sú schopné vytvoriť symbiózu s baktériami viažucimi dusík. Zemiaky, cirok, pšenica majú tiež cenné vlastnosti.
