Бактерии в круговороте веществ

Термофильные бактерии широко распространены в природе. Поэтому в слое почвы, окружающем корни, поселяется особенно много бактерий. Проникнув в корни бобовых, эти бактерии вызывают разрастание клеток корней и образование на них клубеньков.

Со временем их строение усложнилось, но и поныне бактерии считаются наиболее примитивными одноклеточными организмами. Интересно, что некоторые бактерии и сейчас ещё сохранили примитивные черты своих древних предков. Это наблюдается у бактерий, обитающих в горячих серных источниках и бескислородных илах на дне водоёмов. Большинство бактерий бесцветно. Бактерии относят к прокариотам и выделяют в отдельное царство – Бактерии.

Располагаются они у одних бактерий на одном конце клетки, у других – на двух или по всей поверхности. Но движение присуще и многим иным бактериям, у которых жгутики отсутствуют. Так, бактерии, покрытые снаружи слизью, способны к скользящему движению. У некоторых лишённых жгутиков водных и почвенных бактерий в цитоплазме имеются газовые вакуоли. В клетке может быть 40-60 вакуолей. Бактерии – самые мелкие и самые многочисленные живые существа.

Бактерии в круговороте веществ

Практически нет места на Земле, где не встречались бы бактерии, но в разных количествах. Условия жизни бактерий разнообразны. В воздухе: бактерии поднимаются в верхние слои атмосферы до 30 км. и больше. В живых организмах: болезнетворные бактерии попадают в организм из внешней среды, но лишь в благоприятных условиях вызываю заболевания.

Толщина капсулы может во много раз превышать диаметр самой клетки, но может быть и очень небольшой. Капсула – не обязательная часть клетки, она образуется в зависимости от условий, в которые попадают бактерии. Она предохраняет бактерию от высыхания. На поверхности некоторых бактерий имеются длинные жгутики (один, два или много) или короткие тонкие ворсинки. Длина жгутиков может во много раз превышать разметы тела бактерии.

Влияние аэрации и перемешивания на рост и развитие аэробных термофильных бактерий

Внутри клетки бактерии находится густая неподвижная цитоплазма. Она имеет слоистое строение, вакуолей нет, поэтому различные белки (ферменты) и запасные питательные вещества размещаются в самом веществе цитоплазмы.

Внутренняя организация бактериальной клетки сложна и имеет свои специфические особенности. Гранулы могут состоять из соединений, которые служат источником энергии и углерода. В центральной части клетки локализовано ядерное вещество – ДНК, не отграниченная от цитоплазмы мембраной.

Нуклеоид не обладает мембраной, ядрышком и набором хромосом. У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы. Извлекают питательные вещества из мёртвого и разлагающего органического материала. Обычно они выделяют в этот гниющий материал свои пищеварительные ферменты, а затем всасывают и усваивают растворённые продукты.

Живут внутри другого организма или на нём, укрываются и питаются его тканями. Такие клубеньки образуются на корнях растений семейства бобовых и некоторых других растений. Корни дают бактериям углеводы, а бактерии корням – такие содержащие азот вещества, которые могут быть усвоены растением. Корни растений выделяют много органических веществ (сахара, аминокислоты и другие), которыми питаются бактерии. Эти бактерии превращают отмершие остатки растений в доступные для растения вещества.

В-индолилуксусной кислоты из триптофана, всегда имеющегося в корневых выделениях растений. В большинстве случаев внедрившаяся клетка, активно размножается, образует так называемые инфекционные нити и уже в виде таких нитей перемещается в ткани растения. Клубеньковые бактерии, вышедшие из инфекционной нити, продолжают размножаться в ткани хозяина. Наполняющиеся быстро размножающимися клетками клубеньковых бактерий растительные клетки начинают усиленно делиться.

В период функционирования клубеньки обычно плотные. Фиксировать азот способны лишь те бактерии, которые содержат легоглобин. Бактерии отличаются друг от друга обменом веществ.

Большинство бактерий питается готовыми органическими веществами. Бактерии впитывают вещества извне, разрывают их молекулы на части, из этих частей собирают свою оболочку и пополняют своё содержимое (так они растут), а ненужные молекулы выбрасывают наружу. Оболочка и мембрана бактерии позволяет ей впитывать только нужные вещества.

Если бы они были проницаемыми для всех веществ, содержимое клетки перемешалось бы со средой – раствором, в которой обитает бактерия. Бактерия поглощает находящиеся близ неё питательные вещества. Если она двигаться не может, то ждёт, пока диффузия (способность молекул одного вещества проникать в гущу молекул другого вещества) не принесёт к ней необходимые молекулы.

Превращая различные соединения, они получают необходимую для их жизнедеятельности энергию и питательные вещества. Процессы обмена веществ, способы добывания энергии и потребности в материалах для построения веществ своего тела у бактерий разнообразны. Одни бактерии нуждаются в готовых органических веществах – аминокислотах, углеводах, витаминах, — которые должны присутствовать в среде, так как сами они не смогут их синтезировать.

Анаэробные термофильные бактерии

Другие бактерии все потребности в углероде, необходимом для синтеза органических веществ тела, удовлетворяют за счёт неорганических соединений. Автотрофные бактерии способны синтезировать органические вещества из неорганических. Образованное с использованием этой химической энергии органическое вещество они используют для построения клеток своего тела. Поэтому такой процесс называют хемосинтезом. Важнейшую группу хемосинтезирующих микроорганизмов составляют нитрифицирующие бактерии.

Методы выделения термофильных и мезофиль-ных бактерий в основном сходны. Зато в толще ила живут анаэробные бактерии родов Desulfobacter, Desulfobacterium и Desulfococcus. В цитоплазме клеток бактерий часто содержатся гранулы различной формы и размеров. С. И. Кузнецов в 1955 г. обнаружил, что в источниках Камчатки с температурой 90—98 °С развиваются термофильные бактерии.