Bacteriën is een begrip dat bij iedereen bekend is. Kaas en yoghurt krijgen, antibiotica, rioolwaterzuivering - dit alles wordt mogelijk gemaakt door eencellige bacteriële organismen. Laten we ze beter leren kennen.
Wie zijn bacteriën?
Vertegenwoordigers van dit koninkrijk van dieren in het wild zijn de enige groep prokaryoten - organismen waarvan de cellen geen kern hebben. Maar dit betekent niet dat ze helemaal geen erfelijke informatie bevatten. DNA-moleculen zijn vrij in het cytoplasma van de cel en zijn niet omgeven door een membraan.
Omdat hun afmetingen microscopisch klein zijn - tot 20 micron, worden bacteriën bestudeerd door de wetenschap van de microbiologie. Wetenschappers hebben ontdekt dat prokaryoten eencellig kunnen zijn of zich in kolonies kunnen verenigen. Ze hebben een nogal primitieve structuur. Naast de kern missen bacteriën alle soorten plastiden, het Golgi-complex, EPS, lysosomen en mitochondriën. Maar desondanks is de bacteriecel in staat om de belangrijkste levensprocessen uit te voeren: anaërobe ademhaling zonder gebruik van zuurstof, heterotrofe en autotrofe voeding, ongeslachtelijke voortplanting en cystevorming tijdens het ervaren van ongunstige omstandigheden.voorwaarden.
Klassen van bacteriën
De classificatie is gebaseerd op verschillende kenmerken. Een daarvan is de vorm van de cellen. Vibrios hebben dus de vorm van een komma, cocci - een afgeronde vorm. Spiralen hebben een spiraalvorm en bacillen hebben een staafvormige vorm.
Bovendien worden bacteriën in groepen gecombineerd, afhankelijk van de structurele kenmerken van de cel. De echte kunnen een slijmerige capsule rond hun eigen cel vormen en zijn uitgerust met flagellen.
Cyanobacteriën, of blauwgroene algen, zijn in staat tot fotosynthese en maken samen met schimmels deel uit van korstmossen.
Veel soorten bacteriën zijn in staat tot symbiose - wederzijds voordelig samenleven van organismen. Stikstofbinders nestelen zich op de wortels van peulvruchten en andere planten en vormen knobbeltjes. Het is gemakkelijk te raden welke functie knobbelbacteriën vervullen. Ze zetten atmosferische stikstof om, die zo nodig is voor de ontwikkeling van planten.
Eetmethodes
Prokaryoten zijn een groep organismen die toegang hebben tot alle soorten voedsel. Groene en paarse bacteriën voeden zich dus autotroof, dankzij zonne-energie. Vanwege de aanwezigheid van plastiden kunnen ze in verschillende kleuren worden geverfd, maar ze bevatten noodzakelijkerwijs chlorofyl. Bacteriële en plantaardige fotosynthese zijn fundamenteel verschillend. In bacteriën is water geen essentieel reagens. De elektronendonor kan waterstof of waterstofsulfide zijn, dus er komt geen zuurstof vrij tijdens dit proces.
Een grote groep bacteriën voedt zich heterotroof, dat wil zeggen kant-en-klare organische stoffen. Dergelijke organismen gebruiken de overblijfselen van dode organismen voor voedsel enhun levensproducten. Bacteriën van verval en fermentatie zijn in staat om alle bekende organische stoffen af te breken. Dergelijke organismen worden ook wel saprotrofen genoemd.
Sommige plantenbacteriën kunnen een symbiose vormen met andere organismen: samen met schimmels maken ze deel uit van korstmossen, stikstofbindende knobbelbacteriën bestaan wederzijds voordelig naast de wortels van peulvruchten.
Chemotrofen
Chemotrofen zijn een andere voedselgroep. Dit is een soort autotrofe voeding, waarbij in plaats van zonne-energie de energie van chemische bindingen van verschillende stoffen wordt gebruikt. Stikstofbindende bacteriën zijn zo'n organisme. Ze oxideren sommige anorganische verbindingen, terwijl ze zichzelf voorzien van de nodige hoeveelheid energie.
Stikstofbindende bacteriën: leefgebied
Micro-organismen die stikstofverbindingen kunnen omzetten, voeden zich ook op een vergelijkbare manier. Ze worden stikstofbindende bacteriën genoemd. Ondanks het feit dat bacteriën overal leven, is de habitat van deze specifieke soort de bodem, of beter gezegd de wortels van vlinderbloemigen.
Gebouw
Wat is de functie van knobbelbacteriën? Het komt door hun structuur. Stikstofbindende bacteriën zijn duidelijk zichtbaar voor het blote oog. Ze nestelen zich op de wortels van peulvruchten en granen en dringen de plant binnen. In dit geval worden verdikkingen gevormd, waarbinnen de stofwisseling plaatsvindt.
Het moet gezegd worden dat stikstofbindende bacteriën tot de groep mutualisten behoren. Hun coëxistentie met andere organismen is voor beide partijen voordelig. BIJTijdens fotosynthese synthetiseert de plant koolhydraatglucose, wat nodig is voor levensprocessen. Bacteriën zijn niet in staat tot een dergelijk proces, dus uit peulvruchten worden kant-en-klare suikers gehaald.
Planten hebben stikstof nodig om te leven. Er zijn vrij veel van deze stof in de natuur. Het stikstofgeh alte in de lucht is bijvoorbeeld 78%. In deze toestand kunnen planten deze stof echter niet opnemen. Stikstofbindende bacteriën absorberen stikstof uit de lucht en zetten dit om in een voor planten geschikte vorm.
Prestaties
Wat de functie is van stikstofbindende bacteriën is te zien aan het voorbeeld van de chemotrofe bacterie azospirillum. Dit organisme leeft van de wortels van granen: gerst of tarwe. Het wordt met recht de leider onder de stikstofproducenten genoemd. Op een hectare land kan hij tot 60 kg van dit element afstaan.
Stikstofbindende bacteriën van peulvruchten, zoals rhizobitums, sinorhizobiums en andere, zijn ook goede "werkers". Ze kunnen een hectare land verrijken met stikstof tot 390 kg. Meerjarige vlinderbloemigen zijn de thuisbasis van winnaars van stikstofvorming, met een productiviteit tot 560 kg per hectare bouwland.
Levensprocessen
Alle stikstofbindende bacteriën volgens de kenmerken van levensprocessen kunnen in twee groepen worden gecombineerd. De eerste groep is nitrificerend. De essentie van het metabolisme is in dit geval een keten van chemische transformaties. Ammonium, of ammoniak, wordt omgezet in nitrieten - zouten van salpeterzuur. Nitrieten worden op hun beurt omgezet in nitraten,zijn ook zouten van deze verbinding. In de vorm van nitraten wordt stikstof beter opgenomen door het wortelstelsel van planten.
De tweede groep wordt denitrifiers genoemd. Ze voeren het omgekeerde proces uit: de in de bodem aanwezige nitraten worden omgezet in gasvormige stikstof. Zo verloopt de stikstofcyclus in de natuur.
De processen van het leven omvatten ook het reproductieproces. Het gebeurt door celdeling in twee. Veel minder vaak - door te ontluiken. Kenmerkend voor bacteriën en het seksuele proces, dat conjugatie wordt genoemd. In dit geval vindt de uitwisseling van genetische informatie plaats.
Omdat het wortelstelsel veel waardevolle stoffen afgeeft, zetten er veel bacteriën op af. Ze zetten plantenresten om in stoffen die planten kunnen opnemen. Hierdoor krijgt de laag grond eromheen bepaalde eigenschappen. Het wordt de rhizosfeer genoemd.
Wegen voor bacteriën om de wortel binnen te dringen
Er zijn verschillende manieren om bacteriecellen in de weefsels van het wortelstelsel te brengen. Dit kan gebeuren door beschadiging van de integumentaire weefsels of op plaatsen waar de wortelcellen jong zijn. De wortelhaarzone is ook een pad voor chemotrofen om de plant binnen te komen. Verder raken de wortelharen geïnfecteerd en als gevolg van de actieve deling van bacteriële cellen worden knobbeltjes gevormd. De binnenvallende cellen vormen infectieuze draden die het proces van penetratie in plantenweefsels voortzetten. Met behulp van een geleidend systeem worden bacterieknobbeltjes met de wortel verbonden. Na verloop van tijd verschijnt er een speciale substantie in -legoglobine.
Tegen de tijd van manifestatie van optimale activiteit, krijgen de knobbeltjes een roze kleur (vanwege het legoglobinepigment). Alleen die bacteriën die legoglobine bevatten, kunnen stikstof fixeren.
Het belang van chemotrofen
Mensen hebben lang gemerkt dat als je peulvruchten met aarde opgraaft, de oogst op deze plek beter zal zijn. In feite is de essentie niet aan het ploegen. Dergelijke grond is meer verrijkt met stikstof, wat zo noodzakelijk is voor de groei en ontwikkeling van planten.
Als het blad een zuurstoffabriek wordt genoemd, kunnen stikstofbindende bacteriën met recht een nitraatfabriek worden genoemd.
Zelfs in de 19e eeuw vestigden wetenschappers de aandacht op de verbazingwekkende vermogens van vlinderbloemigen. Door gebrek aan kennis werden ze alleen toegeschreven aan planten en niet geassocieerd met andere organismen. Er is gesuggereerd dat bladeren atmosferische stikstof kunnen fixeren. Tijdens de experimenten bleek dat peulvruchten die in water groeiden dit vermogen verliezen. Al meer dan 15 jaar is deze vraag een mysterie gebleven. Niemand vermoedde dat dit allemaal werd uitgevoerd door stikstofbindende bacteriën, waarvan het leefgebied niet was onderzocht. Het bleek dat de zaak in de symbiose van organismen zit. Alleen peulvruchten en bacteriën kunnen samen nitraten voor planten produceren.
Nu hebben wetenschappers meer dan 200 planten geïdentificeerd die niet tot de vlinderbloemigenfamilie behoren, maar een symbiose kunnen vormen met stikstofbindende bacteriën. Aardappelen, sorghum, tarwe hebben ook waardevolle eigenschappen.
