חנקן-שתיקן חיידקים: בית גידול, פונקציה

חיידקים - מושג מוכר לכולם. קבלת גבינה ויוגורט, אנטיביוטיקה, טיפול בשפכים - כל אלה מאפשרים אורגניזמים חיידקים חד תאיים. בואו להכיר אותם מקרוב.

מיהם החיידקים?

נציגי התחום הזה של הטבע מייצגים קבוצה אחת של פרוקריוטים - אורגניזמים, תאים נשללים של גרעין. אבל זה לא אומר שהם אינם מכילים מידע גנטי. מולקולות DNA חופשיים בציטופלסמה, ואינם מוקף במעטפת.

בגלל הגודל המיקרוסקופי שלהם - עד 20 מיקרון, מיקרוביולוגיה מחקרים במדעים חיידקים. מדענים גילו כי פרוקריוטים יכול להיות unicellular או להצטרף במושבה. יש להם מבנה פרימיטיבי למדי. בנוסף חיידק הגרעין גנב לי את כל סוגי plastids, מורכבים גולגי, EPS, lysosomes ו המיטוכונדריה. אבל למרות זאת, תא החיידק הוא מסוגל לבצע את התהליכים החשובים ביותר של החיים: נשימה אנאירובית ללא חמצן, תזונה heterotrophic ו אוטוטרופי, רבייה מינית לבין היווצרות של ציסטות תוך התנסות בתנאים קשים.

כיתות של חיידקים

היא מבוססת על הסיווג של סימנים השונים. אחד מהם - סוג של תא. לדוגמה, לקחת את פסיק Vibrio טופס, Cocci - צורה מעוגלת. יש נופי ספירלת spirilla, וכן בצורת מוט - חיידקים.

יתר על כן, החיידק משולב לקבוצות בהתאם למאפיינים של מבנה התא. אלה מסוגלים להרכיב כמוסה רירית סביב תא משלה ומצוידים שוטונים.

כחוליות, או כחולות-ירוקות מאצות, המסוגלים פוטוסינתזה עם הפטריות הן חלק החזזית.

סוגים רבים של חיידקים המסוגלים סימביוזה - אורגניזמים שְׁכוֹבֶת תועלת הדדית. חיידקי תיקון-חנקן להתיישב על שורשי קטניות וצמחים אחרים, ויוצרים גושים. מה עושה חיידקים גולה, קל לנחש. הם להמיר חנקן אטמוספרי, וזה כל כך הכרחי לפיתוח צמחים.

שיטות אספקה

פרוקריוטים הם קבוצה של אורגניזמים, אשר זמינים בכל המצבים של האכלה. אז, חיידקים ירוקים וסגולים ניזונים אוטוטרופי, על ידי אנרגיה סולארית. בשל נוכחותם של plastids זה יכול להיות צבוע בצבעים שונים, אך תמיד מכיל כלורופיל. חיידקי פוטוסינתזת צמח שונים באופן משמעותי. אצל חיידקים, המים אינו נדרשים מגיב. תורם האלקטרונים עשוי להיות מימן או מימן גופרתי, ולכן, חמצן לא המשתחרר בתהליך זה.

קבוצה גדולה של חיידקים ניזונים heterotrophically, t. E. חומרים אורגניים מוכנים. אורגניזמים אלה משמשים כדי לספק את שרידי אורגניזמים מתים ומוצרים המטבולית שלהם. חיידקים נרקבים תסיסה מסוגלים משפיל כל החומרים האורגניים הידועים. אורגניזמים כאלה נקראים saprotroph.

חיידקים צמחים מסוימים יכולים ליצור סימביוזה עם אורגניזמים אחרים: פטריות, יחד עם חלק של החזזית, הדדית לדור בכפיפה אחת עם השורשים של חיידקים גולה שורש ממשפחת הקטניות חנקן-תיקון.

chemotroph

קבוצה נוספת של סוגי מזון הם chemotroph. זהו סוג של תזונה אוטוטרופי, שבו אנרגית הסולארית משמשת במקום האנרגיה של קשרים כימיים של חומרים שונים. חיידקי תיקון-חנקן שייכים אורגניזמים כאלה. הם לחמצן כמה תרכובות אנאורגניות עצמם תוך הבטחת הסכום הדרוש של אנרגיה.

חנקן-שתיקן חיידקים: בית גידול

באופן דומה, את ההזנה ומיקרואורגניזמים מסוגלים להמיר תרכובת חנקן. הם נקראים חיידקי תיקון-חנקן. למרות העובדה כי החיידקים חיים בכל מקום, בית הגידול של סוג מסוים זה - הקרקע. באופן ספציפי יותר, שורשי צמחים ממשפחת הקטניות.

מבנה

מה עושה חיידקים הגולים? זה בגלל המבנה שלהם. חיידקי תיקון-חנקן גלויים לעין בלתי המזוינת. בשבתו על שורשי קטניות ודגנים, הם חודרים לתוך הצמח. בטופס זה עיבוי, המתקיים בתוך חילוף החומרים.

ראוי לציין כי חיידקי תיקון-החנקן הם קבוצת Mutualists. דו הקיום שלהם עם אורגניזמים אחרים הוא מועיל לשני צדדים. במהלך הפוטוסינתזה, הצמחים לסנתז גלוקוז פחמימות, הדרושים לתהליכי חיים. חיידקים אינם מסוגלים תהליך כזה, אז מוכן לקבל סוכר מן השעועית.

צמחים לחיים צריכים חנקן. זה חומר בטבע של מספר גדול מספיק. לדוגמא, את תוכן החנקן באוויר הוא 78%. עם זאת, במצב זה, הצמחים אינם מסוגלים לקלוט חומר זה. חיידקי תיקון-חנקן לתקן חנקן אטמוספרי ולתרגם אותו לצורה מתאימה הצמחים.

הפרודוקטיביות

מה עושה חיידקי תיקון-החנקן ניתן לראות חיידקי azospirillum chemotrophic למשל. אורגניזם זה חי על שורשי עשבים: שעורה או חיטה. הוא נקרא בצדק מנהיג בקרב המפיקים של חנקן. להקטר הוא מסוגל לתת 60 ק"ג של האלמנט.

חנקן-שתיקן חיידקים של קטניות, כגון rizobitumy, sinorizobiumy ואחרים הם גם "עובדים" טובים. הם מסוגלים להעשיר דונם של מסת אדמה עם למעלה חנקן כדי 390 ק"ג. על צמחים ממשפחת הקטניות רב שנתי המאכלסים הזוכים azotoobrazovaniya שהביצוע שלהן עד 560 ק"ג לדונם של קרקע מעובדת.

תהליכי החיים

כל חיידקי תיקון-החנקן על הפרטים של התהליכים החיוניים ניתן לחלק לשתי קבוצות. הקבוצה הראשונה היא ניטיריפיקציה. המהות של המטבוליזם במקרה הזה היא שרשרת של טרנספורמציות כימיות. אמוניה, או אמוניה מומרת ניטריט - מלחים של חומצה חנקתית. ניטריטים, בתורו, מומרים ניטרטים, אשר הם גם מלחים של תרכובת זו. בשנת בצורת חנקן חנקתי נספג טוב יותר על ידי מערכת השורשים של הצמחים.

הקבוצה השנייה נקראת denitrifying חיידקים. הם לבצע את התהליך ההפוך: חנקות הכילו בקרקע, מומר גז חנקן. לפיכך יש מחזור החנקן בטבע.

באמצעות תהליכי החיים חל גם תהליך של שעתוק. היא מתרחשת על-ידי חלוקתה לשני תאים. הרבה פחות - באמצעות הנצה. מאפיין של החיידקים והתהליך המיני שנקרא נטייה. במקביל יש חילופי מידע גנטי.

בגלל מערכת השורשים מקצה הרבה חומרים יקרי ערך, חיידקים מתמקם בו מאוד. הם להמיר שאריות צמחים לתוך חומרים המסוגלים לספוג את הצמח. כתוצאה מכך, שכבה של אדמת סביב רוכשת תכונות מסוימות. זה נקרא rhizosphere.

דרכי חדירה של חיידקים בתוך השורש

ישנן מספר דרכים של החדרת תאים חיידקיים ברקמות של מערכת השורשים. זה יכול לקרות עקב הידרדרות של רקמות הכסות או באזורים שבהם השורש של תאים צעירים. אזור שורש השיער הוא גם chemotroph ידי חדירה לתוך הצמח. בהמשך, שערות שורש נגוע כתוצאה חלוקת תאים פעילים של גושים חיידקי יצרו. יישום תאים זיהומיות ליצור חוטים שממשיכים את תהליך החדירה לתוך רקמת הצמח. עם מערכות מוליכי חיידקים הקשורים גושי השורש. במשך הזמן, הם משיגים מרכיב מיוחד - Leghemoglobin.

עד סימפטומי גושי פעילות אופטימליים לרכוש צבע ורוד (בשל הפיגמנט Leghemoglobin). מסוגל לתקן חנקן רק אלה חיידקים המכילים Leghemoglobin.

כלומר chemotroph

אנשים כבר מזמן הבחינו שאם קטניות לחפור באדמה על קציר מיקום זה יהיה טוב יותר. למעשה, הנקודה היא לא בתהליך של חריש. אדמת זה מועשר יותר על ידי חנקן, כך הכרחי לצמיחה והתפתחות של צמחים.

אם גיליון נקרא מפעל לייצור חמצן, החיידקים תיקון-חנקן יכול להיקרא בצדק מפעל לייצור ניטרטים.

עוד במאה ה -19, מדענים שמו לב ליכולת מדהימה של צמחים ממשפחת הקטניות. בשל חוסר הידע של המיוחסים שלהם רק כדי צמחים הקשורים אורגניזמים אחרים. הוצע כי העלים יכול לתקן חנקן אטמוספרי. במהלך הניסויים נמצא כי פולסים אשר גדלו בתוך המים, מאבדים את היכולת הזו. במשך 15 שנים, השאלה הזאת נותרה בגדר תעלומה. אף אחד לא נחש שנושא כל זה חיידקי תיקון-חנקן, שהן בית הגידול לא נחקר. התברר כי במקרה בתוך אורגניזמים סימביוטיים. רק ביחד קטניות חיידקים יכולים לייצר חנקות עבור צמחים.

עכשיו, מדענים זיהו יותר מ 200 צמחים, אשר אינם שייכים למשפחת קטניות, אבל יכול ליצור סימביוזה עם חיידקים תיקון-חנקן. תפוח אדמה, סורגום, חיטה גם בעלי תכונות יקרות.