Çeşitli maddeleri kemosentezleyen bakterilerin yaşam süreçleri nasıl düzenlenir ve yürütülür? Bu soruları yanıtlamak için bir dizi biyolojik kavramı anlamanız gerekir.
Bakterilerin karakteristik özellikleri
Önce bakterilerin kim olduğunu öğrenelim. Bu, tüm vahşi yaşam krallığıdır. Çekirdeği olmayan, mikroskobik boyutta tek hücreli organizmalardır. Ancak bu, bakterilerin genellikle kalıtsal bilgilerin iletilmesinden sorumlu yapılara sahip olmadığı anlamına gelmez. Sadece daha ilkel bir organizasyonu var. Bunlar, sitoplazmanın nükleoid adı verilen belirli bir bölümünde yoğunlaşan dairesel DNA molekülleridir.
Ototrofik beslenmenin özü
Bu yazımızda örneklerine değineceğimiz kemosentetik bakteriler bağımsız olarak organik maddeler üretirler. Bitkiler gibi ototrofturlar. Ancak, ikincisi bunun için güneş ışığının enerjisini kullanır. Kloroplastların yeşil plastidlerinin varlığı, fotosentez sürecini gerçekleştirmelerine izin verir. Özü, glikoz karbonhidrat oluşumunda yatmaktadır.inorganik maddeler - su ve karbondioksit. Bu kimyasal reaksiyonun bir başka ürünü de oksijendir. Bakteriler de ototroftur. Ancak enerji elde etmek için güneş ışığına ihtiyaç duymazlar. Farklı bir süreç gerçekleştirirler - kemosentez.
Kemosentez nedir
Kemosentez, redoks reaksiyonlarının meydana gelmesi nedeniyle organik maddelerin oluşum sürecidir. Doğada sadece prokaryotlar tarafından gerçekleştirilir. Kemosentetik bakteriler, organik maddeleri sentezlemek için kükürt, azot ve demir bileşiklerini kullanabilir. Bu, önce ATP bağlarında biriken enerjiyi serbest bırakır ve ardından bakteri hücreleri tarafından kullanılabilir.
Kemosentetik bakteriler: habitat
Kemotrofların ömrü güneş ışığının varlığına bağlı olmadığı için dağılım alanları oldukça geniştir. Örneğin, kükürt bakterileri çok derinlerde yaşayabilir, bazen oradaki canlıların tek temsilcisi olabilirler. Bu prokaryotların yaşam alanı çoğunlukla toprak, atık su ve belirli kimyasal bileşiklerden zengin substratlardır.
Demir bakterileri
Kemosentetik bakteriler, demir bileşiklerinin bileşimini değiştiren prokaryotları içerir. 1950'de seçkin Rus mikrobiyolog Sergei Nikolaevich Vinogradsky tarafından keşfedildiler. Oksidasyon reaksiyonu sırasında bu bakteri türü, demirin oksidasyon durumunu değiştirerek onu üç değerli hale getirir. Tatlı ve tuzlu sularda yaşarlar. Doğada demirin döngüsünü gerçekleştirirler.doğada ve sanayide saf bakır üretmek için kullanılır. Bu bakteri türü aynı zamanda hücrelerinin bazı elementlerini karbonik asitten sentezleyebilen litoototroflara aittir.
Kükürt bakterileri
Kükürt bileşiklerinden kimyasal sentezleyici maddeler olan bakteriler, su kütlelerinin dibinde ayrı ayrı bulunabilir veya yumuşakçalar ve deniz omurgasızlarıyla bir simbiyoz oluşturabilir. Oksidasyon kaynağı olarak hidrojen sülfür, sülfürler, tiyonik asitler veya moleküler kükürt kullanırlar. Bu bakteri türü, kemosentez sürecinin keşfi ve incelenmesinde ana amaçtı. Bu prokaryot grubu ayrıca bazı fototrofik prokaryotları da içerir. Örneğin, mor veya yeşil kükürt bakterileri gibi.
Nitrifikasyon bakterileri
Nitrifikasyon bakterileri baklagil bitkilerinin köklerine yerleşir. Bu grubun kemosentetik prokaryotları, amonyağı nitrik aside oksitler. Bu reaksiyon, ara maddelerin oluşumu ile birkaç aşamada gerçekleştirilir. Toprakta azot sabitleyen bakteriler de vardır. Baklagil bitkilerinin köklerinde yaşarlar. Yer altı organının dokularına nüfuz ederek karakteristik kalınlaşmalar oluştururlar. Bu tür oluşumların içinde kemosentez akışı için uygun bir ortam yaratılır. Bitkilerin nodül bakterileriyle simbiyozu karşılıklı olarak faydalıdır. Birincisi prokaryotlara fotosentez sırasında elde edilen organik maddeyi sağlar. Bakteriler ise atmosferik nitrojeni sabitleyebilir ve onu erişilebilir bir forma dönüştürebilir.bitkiler.
Bu süreç neden bu kadar önemli? Gerçekten de atmosferde nitrojen konsantrasyonu oldukça yüksektir ve %78'dir. Ancak bu formda bitkiler bu maddeyi ememezler. Bitkiler kök gelişimi için azota ihtiyaç duyar. Bu durumda nodül bakterileri imdada yetişir ve bu da onu nitrat ve amonyum formuna dönüştürür.
Thion bakterileri
Thion prokaryotları aynı zamanda kemosentetik bakterilerdir. Enerji kaynakları çeşitli kükürt bileşikleridir. Bu bakteri türü onları sülfürik aside indirger. Bu reaksiyona ortamın pH değerinde önemli bir düşüş eşlik eder. Tiyonik bakteriler, asidofiller grubuna aittir. Bunlar, yüksek asitlik koşullarında hayatta kalabilen organizmaları içerir. Bu koşullar bataklıklar için tipiktir. Thianaceae ile birlikte bu grup laktik ve asetik asit bakterileri, flagellatlar ve rotiferlerden oluşur.
Hidrojen bakterileri
Bu tür prokaryotlar toprak sakinleridir. Enerji salınımı ile moleküler hidrojeni suya oksitlerler. Bu tür bakteriler de termofil grubuna dahildir. Bu, 50 santigrat dereceye ulaşabilen yüksek sıcaklıklarda hayatta kalabilecekleri anlamına gelir. Hidrojen bakterilerinin bu yeteneği, bu koşullarda bile işlev gören özel enzimler salgılamalarından kaynaklanmaktadır.
Rolkemosentetik bakteri
Kemotroflar, doğada karşılık gelen kimyasalların karmaşık dönüşüm ve sirkülasyon süreçlerinde önemli bir rol oynar. Hidrojen sülfür ve amonyak oldukça zehirli maddeler olduğu için onları nötralize etmeye ihtiyaç vardır. Bu aynı zamanda kemotrofik bakteriler tarafından da gerçekleştirilir. Kimyasal dönüşümler sırasında, normal büyümelerini ve gelişmelerini mümkün kılan diğer organizmalar için gerekli maddeler oluşur. Denizlerin ve bataklıkların dibinde büyük demir ve manganez cevheri yatakları, kemotrofların aktivitesi nedeniyle ortaya çıkar. Yani, demir bakterileri.
İnsan, faaliyetlerinde kemotrofların benzersiz özelliklerini kullanmayı öğrendi. Örneğin, kükürt bakterilerinin yardımıyla atık suyu hidrojen sülfürden temizler, metal ve beton boruları korozyondan ve toprakları asitleşmeden korurlar.
Yani, kemosentetik bakteriler, anaerobik koşullar altında uygun kimyasal reaksiyonları gerçekleştirebilen özel prokaryotlardır. Bu organizmalar maddeleri oksitler. Bu durumda açığa çıkan enerji önce ATP bağlarında depolanır ve daha sonra yaşam süreçlerini gerçekleştirmek için kullanılır. Başlıcaları demir, kükürt ve azot bağlayıcı bakterilerdir. Hem su hem de toprak ortamlarında yaşarlar. Kemotroflar, madde döngüsünde vazgeçilmez bir halkadır, canlı organizmalara gerekli maddeleri sağlar ve insanlar tarafından ekonomik ve endüstriyel faaliyetlerinde yaygın olarak kullanılır.
