Batteri chemosintetici: esempi. Il ruolo dei batteri chemiosintetici

Come sono organizzati e realizzati i batteri chemiosintesi per varie sostanze? Per rispondere a queste domande, è necessario trattare una serie di concetti biologici.

Caratteristiche caratteristiche dei batteri

Per prima cosa scopriremo chi sono i batteri. Questo è un intero regno di natura vivente. Sono organismi unicellulari di dimensioni microscopiche, che sono privi di nuclei. Ma questo non significa che i batteri in genere non hanno strutture responsabili per il trasferimento di informazioni ereditarie. Ha semplicemente un'organizzazione più primitiva. Queste sono molecole di DNA circolari concentrate in una parte specifica del citoplasma chiamata nucleoide.

L'essenza della nutrizione autotrofa

Batteri chemiosintetici, esempi di quali sarannosono considerati nel nostro articolo, producono autonomamente sostanze organiche. Sono autotrofi, come le piante. Tuttavia, quest'ultimo usa l'energia della luce solare per questo. La presenza di plastidi verdi di cloroplasti consente loro di svolgere il processo di fotosintesi. La sua essenza risiede nella formazione di un glucosio glucidico da sostanze inorganiche - acqua e anidride carbonica. Un altro prodotto di questa reazione chimica è l'ossigeno. I batteri sono anche autotrofi. Ma per ottenere energia non hanno bisogno della luce del sole. Eseguono un altro processo - chemiosintesi.

Cos'è la chemiosintesi

La chemiosintesi è il processo di formazionesostanze organiche dovute a reazioni di riduzione dell'ossidazione. È effettuato in natura solo procarioti. I batteri chemosintetici possono usare composti di zolfo, azoto e ferro per sintetizzare sostanze organiche. Questa energia viene rilasciata, che prima si accumula nei legami ATP, dopo di che può essere utilizzata dalle cellule batteriche.

Batteri chemosintetici: habitat

Perché la vita dei chemiotropi non dipende dalla disponibilitàluce solare, la gamma della loro distribuzione è abbastanza ampia. Ad esempio, i serobatteri possono vivere a grandi profondità, a volte essendo gli unici rappresentanti degli esseri viventi. L'habitat di questi procarioti è più spesso suolo, acque reflue e substrati ricchi di alcuni composti chimici.

Batteri di ferro

Ai batteri chemosintetici includono i procarioti,cambiando la composizione dei composti di ferro. Furono scoperti dall'eccezionale microbiologo russo Sergei Nikolaevich Vinogradsky nel 1950. Questo tipo di batteri durante la reazione di ossidazione modifica lo stato di ossidazione del ferro, rendendolo trivalente. Vivono in acqua dolce e salata. In natura, svolgono la circolazione del ferro in natura e nell'industria vengono utilizzati per produrre rame puro. Questo tipo di batteri si applica anche ai litoautotrofi capaci di sintetizzare alcuni elementi delle loro cellule dall'ulido.

solfobatteri

Batteri, sostanze chemiosintetiche dacomposti di zolfo, possono esistere separatamente sul fondo dei corpi d'acqua o formare una simbiosi con molluschi e invertebrati marini. Come fonte di ossidazione, usano idrogeno solforato, solfuri, acidi tionici o zolfo molecolare. Questo tipo di batteri era l'oggetto principale della scoperta e dello studio del processo di chemiosintesi. Questo gruppo di procarioti include alcuni procarioti fototropici. Ad esempio, come i batteri di zolfo viola o verde.

Batteri nitrificanti

Sulle radici delle leguminose si insedianobatteri nitrificanti. I procarioti chemiosintetici di questo gruppo ossidano l'ammoniaca in acido nitrico. Questa reazione viene effettuata in più fasi con la formazione di intermedi. Ci sono anche batteri che fissano l'azoto nel terreno. Si sistemano sulle radici delle leguminose. Inseriti nel tessuto dell'organo sotterraneo, formano ispessimenti caratteristici. All'interno di tali formazioni si crea un ambiente favorevole perché la chemiosintesi possa procedere. La simbiosi di piante con batteri noduli è reciprocamente vantaggiosa. I primi sono forniti da procarioti provenienti dai prodotti organici ottenuti durante la fotosintesi. I batteri sono in grado di fissare l'azoto atmosferico e trasferirlo in una forma disponibile per le piante.

Perché questo processo è così importante? Dopotutto, nell'atmosfera, la concentrazione di azoto è abbastanza alta e raggiunge il 78%. Ma in questa forma, le piante non possono assorbire questa sostanza. E l'azoto è necessario affinché le piante sviluppino il sistema radicale. In questa situazione, i batteri noduli vengono in aiuto, che lo trasformano in una forma di nitrato e ammonio.

Batteri tionici

I batteri chemiosintetici sono tioiciprocarioti. La loro fonte di energia sono vari composti di zolfo. Questo tipo di batteri ripristina l'acido solforico. Questa reazione è accompagnata da una significativa diminuzione dell'indice di idrogeno del mezzo. I batteri tionici fanno parte del gruppo di acidofili. Questi includono organismi che possono sopravvivere in condizioni di elevata acidità. Tali condizioni sono caratteristiche delle paludi. Insieme a tianovym questo gruppo è costituito da latte e batteri acetici, flagellati e rotiferi.

Batteri dell'idrogeno

Questi tipi di procarioti sono terrenoabitanti. Ossidano l'idrogeno molecolare in acqua con il rilascio di energia. Anche questi batteri appartengono al gruppo dei termofili. Ciò significa che sono in grado di rimanere vitali alle alte temperature, che possono raggiungere i 50 gradi Celsius. Questa capacità dei batteri dell'idrogeno è dovuta al fatto che rilasciano speciali enzimi che funzionano anche in tali condizioni.

Il ruolo dei batteri chemiosintetici

Gli emotropi svolgono un ruolo importante nei processi complessitrasformazione e riciclaggio delle sostanze chimiche pertinenti in natura. Poiché l'idrogeno solforato e l'ammoniaca sono sostanze sufficientemente tossiche, è necessario neutralizzarle. Effettua anche batteri hemotrophic. Nel corso delle trasformazioni chimiche, le sostanze necessarie per altri organismi si formano, il che rende possibile la loro normale crescita e sviluppo. Grandi giacimenti di minerali di ferro e di manganese sul fondo dei mari e delle paludi sono dovuti all'attività dei chemiotropi. Vale a dire - i batteri di ferro.

L'uomo ha imparato a usare proprietà unichechemiotrofi e nelle loro attività. Ad esempio, con l'aiuto dei batteri sulfurei, l'acqua di scarico viene purificata dall'idrogeno solforato, protegge i tubi di metallo e cemento dalla corrosione e il terreno dall'acidificazione.

Quindi, i batteri chemiosintetici sono specialiprocarioti capaci di attuare le reazioni chimiche corrispondenti in condizioni anaerobiche. Questi organismi ossidano le sostanze. L'energia che viene rilasciata durante questo processo viene prima memorizzata in legami ATP e quindi utilizzata per processi vitali. I principali sono batteri di ferro, zolfo e azoto. Vivono sia nell'acqua che nell'ambiente del suolo. I chemotropi sono un anello indispensabile nella circolazione di sostanze, forniscono agli organismi viventi le sostanze necessarie e sono ampiamente utilizzati dall'uomo nelle sue attività economiche e industriali.