I batteri sono un concetto familiare a tutti. Ottenere formaggio e yogurt, antibiotici, trattamento delle acque reflue: tutto ciò è reso possibile da organismi batterici unicellulari. Conosciamoli meglio.
Chi sono i batteri?
I rappresentanti di questo regno della fauna selvatica sono l'unico gruppo di procarioti, organismi le cui cellule sono prive di nucleo. Ma questo non significa che non contengano affatto informazioni ereditarie. Le molecole di DNA sono libere nel citoplasma della cellula e non sono circondate da una membrana.
Dato che le loro dimensioni sono microscopiche - fino a 20 micron, i batteri sono studiati dalla scienza della microbiologia. Gli scienziati hanno scoperto che i procarioti possono essere unicellulari o unirsi in colonie. Hanno una struttura piuttosto primitiva. Oltre al nucleo, ai batteri mancano tutti i tipi di plastidi, il complesso del Golgi, l'EPS, i lisosomi e i mitocondri. Ma nonostante ciò, la cellula batterica è in grado di svolgere i processi vitali più importanti: respirazione anaerobica senza l'uso di ossigeno, nutrizione eterotrofica e autotrofica, riproduzione asessuale e formazione di cisti durante l'esperienza di condizioni avverse.condizioni.
Classi di batteri
La classificazione si basa su diverse caratteristiche. Uno di questi è la forma delle cellule. Quindi, i vibrioni hanno la forma di una virgola, i cocci - una forma arrotondata. Le spirali hanno una forma a spirale e i bacilli hanno una forma a bastoncino.
Inoltre, i batteri vengono combinati in gruppi a seconda delle caratteristiche strutturali della cellula. Quelli veri sono in grado di formare una capsula viscida attorno alla propria cellula e sono dotati di flagelli.
I cianobatteri, o alghe blu-verdi, sono capaci di fotosintesi e, insieme ai funghi, fanno parte dei licheni.
Molte specie di batteri sono capaci di simbiosi - convivenza reciprocamente vantaggiosa degli organismi. I fissatori di azoto si depositano sulle radici di legumi e altre piante, formando noduli. È facile indovinare quale funzione svolgono i batteri noduli. Convertono l'azoto atmosferico, così necessario per lo sviluppo delle piante.
Metodi alimentari
I procarioti sono un gruppo di organismi che hanno accesso a tutti i tipi di cibo. Quindi, i batteri verdi e viola si nutrono autotrofi, a causa dell'energia solare. A causa della presenza di plastidi, possono essere dipinti in diversi colori, ma contengono necessariamente clorofilla. La fotosintesi batterica e vegetale sono fondamentalmente diverse. Nei batteri, l'acqua non è un reagente essenziale. Il donatore di elettroni può essere idrogeno o idrogeno solforato, quindi l'ossigeno non viene rilasciato durante questo processo.
Un grande gruppo di batteri si nutre eterotroficamente, cioè sostanze organiche già pronte. Tali organismi usano i resti di organismi morti per il cibo ei loro prodotti di vita. I batteri di decomposizione e fermentazione sono in grado di decomporre tutte le sostanze organiche conosciute. Tali organismi sono anche chiamati saprotrofi.
Alcuni batteri vegetali possono formare simbiosi con altri organismi: insieme ai funghi fanno parte dei licheni, i batteri noduli fissatori di azoto convivono reciprocamente vantaggiosamente con le radici dei legumi.
Chemiotrofi
I chemiotrofi sono un altro gruppo alimentare. Questa è una sorta di nutrizione autotrofica, durante la quale, invece dell'energia solare, viene utilizzata l'energia dei legami chimici di varie sostanze. I batteri che fissano l'azoto sono uno di questi organismi. Ossidano alcuni composti inorganici, fornendo al contempo la necessaria quantità di energia.
Batteri che fissano l'azoto: habitat
Anche i microrganismi in grado di convertire i composti dell'azoto si nutrono in modo simile. Sono chiamati batteri che fissano l'azoto. Nonostante i batteri vivano ovunque, l'habitat di questa particolare specie è il suolo, o meglio le radici delle leguminose.
Edificio
Qual è la funzione dei batteri noduli? È dovuto alla loro struttura. I batteri che fissano l'azoto sono chiaramente visibili ad occhio nudo. Deponendosi sulle radici di legumi e cereali, penetrano nella pianta. In questo caso si formano ispessimenti, all'interno dei quali avviene il metabolismo.
Va detto che i batteri che fissano l'azoto appartengono al gruppo dei mutualisti. La loro coesistenza con altri organismi è reciprocamente vantaggiosa. ADurante la fotosintesi, la pianta sintetizza il glucosio carboidrato, necessario per i processi vitali. I batteri non sono capaci di tale processo, quindi gli zuccheri pronti si ottengono dai legumi.
Le piante hanno bisogno di azoto per vivere. Ci sono un bel po' di questa sostanza in natura. Ad esempio, il contenuto di azoto nell'aria è del 78%. Tuttavia, in questo stato, le piante non sono in grado di assorbire questa sostanza. I batteri che fissano l'azoto assorbono l'azoto atmosferico e lo convertono in una forma adatta alle piante.
Prestazioni
Qual è la funzione dei batteri che fissano l'azoto può essere visto sull'esempio del batterio chemotrofico azospirillum. Questo organismo vive delle radici dei cereali: orzo o frumento. È giustamente definito il leader tra i produttori di azoto. Su un ettaro di terreno riesce a cedere fino a 60 kg di questo elemento.
Anche i batteri fissatori dell'azoto dei legumi, come rizobitum, sinorhizobium e altri, sono buoni "lavoratori". Sono in grado di arricchire un ettaro di terreno con azoto fino a 390 kg. Le leguminose perenni ospitano i vincitori della formazione di azoto, la cui produttività raggiunge fino a 560 kg per ettaro di seminativo.
Processi vitali
Tutti i batteri che fissano l'azoto in base alle caratteristiche dei processi vitali possono essere combinati in due gruppi. Il primo gruppo è nitrificante. L'essenza del metabolismo in questo caso è una catena di trasformazioni chimiche. L'ammonio, o ammoniaca, viene convertito in nitriti - sali dell'acido nitrico. I nitriti, a loro volta, vengono convertiti in nitrati,sono anche sali di questo composto. Sotto forma di nitrati, l'azoto viene assorbito meglio dal sistema radicale delle piante.
Il secondo gruppo è chiamato denitrificatori. Svolgono il processo inverso: i nitrati contenuti nel terreno vengono convertiti in azoto gassoso. Ecco come avviene il ciclo dell'azoto in natura.
I processi della vita includono anche il processo di riproduzione. Si verifica per divisione cellulare in due. Molto meno spesso - per gemmazione. Caratteristica per i batteri e il processo sessuale, che si chiama coniugazione. In questo caso avviene lo scambio di informazioni genetiche.
Poiché il sistema radicale rilascia molte sostanze preziose, molti batteri si depositano su di esso. Convertono i residui vegetali in sostanze che le piante possono assorbire. Di conseguenza, lo strato di terreno circostante acquisisce determinate proprietà. Si chiama rizosfera.
Percorsi per i batteri di entrare nella radice
Ci sono diversi modi per introdurre cellule batteriche nei tessuti dell'apparato radicale. Ciò può verificarsi a causa di danni ai tessuti tegumentari o in luoghi in cui le cellule della radice sono giovani. La zona dei capelli della radice è anche un percorso per i chemiotrofi per entrare nella pianta. Inoltre, i peli della radice vengono infettati e, come risultato della divisione attiva delle cellule batteriche, si formano noduli. Le cellule invasori formano fili infettivi che continuano il processo di penetrazione nei tessuti vegetali. Con l'aiuto di un sistema conduttore, i noduli batterici sono collegati alla radice. Nel tempo, in essi appare una sostanza speciale -legoglobin.
Al momento della manifestazione dell'attività ottimale, i noduli acquisiscono un colore rosa (a causa del pigmento legoglobinico). Solo quei batteri che contengono legoglobina possono fissare l'azoto.
L'importanza dei chemiotrofi
La gente ha notato da tempo che se scavi le leguminose con il terreno, il raccolto in questo posto sarà migliore. In effetti, l'essenza non è nel processo di aratura. Tale terreno è più arricchito di azoto, così necessario per la crescita e lo sviluppo delle piante.
Se la foglia è chiamata fabbrica di ossigeno, allora i batteri che fissano l'azoto possono essere giustamente chiamati fabbrica di nitrati.
Anche nel 19° secolo, gli scienziati hanno attirato l'attenzione sulle incredibili capacità delle leguminose. Per mancanza di conoscenza, sono stati attribuiti solo alle piante e non associati ad altri organismi. È stato suggerito che le foglie possono fissare l'azoto atmosferico. Durante gli esperimenti, è stato riscontrato che i legumi che crescono nell'acqua perdono questa capacità. Per più di 15 anni, questa domanda è rimasta un mistero. Nessuno immaginava che tutto ciò fosse operato da batteri che fissano l'azoto, il cui habitat non era stato studiato. Si è scoperto che la questione è nella simbiosi degli organismi. Solo insieme legumi e batteri possono produrre nitrati per le piante.
Ora gli scienziati hanno identificato più di 200 piante che non appartengono alla famiglia delle leguminose, ma sono in grado di formare una simbiosi con i batteri che fissano l'azoto. Anche patate, sorgo, grano hanno proprietà preziose.
