Bakteriyalar hamma uchun tanish tushunchadir. Pishloq va yogurt olish, antibiotiklar, kanalizatsiya tozalash - bularning barchasi bir hujayrali bakterial organizmlar tomonidan amalga oshiriladi. Keling, ular bilan yaqinroq tanishamiz.
Bakteriyalar kimlar?
Bu yovvoyi tabiat qirolligi vakillari prokariotlarning yagona guruhi - hujayralarida yadroga ega bo'lmagan organizmlardir. Ammo bu ularda irsiy ma'lumotlar umuman yo'q degani emas. DNK molekulalari hujayra sitoplazmasida erkin bo'lib, membrana bilan o'ralgan emas.
Oʻlchamlari mikroskopik boʻlgani uchun – 20 mikrongacha boʻlgan bakteriyalar mikrobiologiya fani tomonidan oʻrganiladi. Olimlar prokariotlarning bir hujayrali yoki koloniyalarda birlashishi mumkinligini aniqladilar. Ular ancha ibtidoiy tuzilishga ega. Yadrodan tashqari bakteriyalarda barcha turdagi plastidlar, Golji kompleksi, EPS, lizosomalar va mitoxondriyalar mavjud emas. Ammo shunga qaramay, bakterial hujayra eng muhim hayotiy jarayonlarni amalga oshirishga qodir: kisloroddan foydalanmasdan anaerob nafas olish, geterotrof va avtotrof oziqlanish, aseksual ko'payish va noqulay sharoitlarda kist shakllanishi.shartlar.
Bakteriyalar sinflari
Tasniflash turli xususiyatlar asosida tuzilgan. Ulardan biri hujayralar shaklidir. Demak, vibrionlar vergul, kokklar - yumaloq shaklga ega. Spirallar spiral shaklga ega, tayoqchalar esa tayoqchali shaklga ega.
Bundan tashqari, bakteriyalar hujayraning strukturaviy xususiyatlariga qarab guruhlarga birlashtiriladi. Haqiqiy hujayralar o'z hujayralari atrofida shilimshiq kapsula hosil qila oladi va flagella bilan jihozlangan.
Siyanobakteriyalar yoki koʻk-yashil suvoʻtlar fotosintezga qodir va zamburugʻlar bilan birga likenlarning bir qismidir.
Ko'pgina bakteriyalar turlari simbiozga qodir - organizmlarning o'zaro manfaatli birgalikda yashashi. Azot fiksatorlari dukkaklilar va boshqa o'simliklarning ildizlariga joylashib, tugunlarni hosil qiladi. Tugun bakteriyalar qanday funktsiyani bajarishini taxmin qilish oson. Ular o'simliklar rivojlanishi uchun zarur bo'lgan atmosfera azotini aylantiradi.
Ovqatlanish usullari
Prokariotlar barcha turdagi oziq-ovqat mahsulotlariga ega bo'lgan organizmlar guruhidir. Shunday qilib, yashil va binafsha rangli bakteriyalar quyosh energiyasi tufayli avtotrof tarzda oziqlanadi. Plastidlar mavjudligi sababli ular turli xil ranglarda bo'yalgan bo'lishi mumkin, ammo ular tarkibida xlorofil bo'lishi shart. Bakterial va o'simlik fotosintezi tubdan farq qiladi. Bakteriyalarda suv muhim reagent emas. Elektron donor vodorod yoki vodorod sulfidi bo'lishi mumkin, shuning uchun bu jarayon davomida kislorod ajralib chiqmaydi.
Katta bakteriyalar guruhi geterotrof, ya'ni tayyor organik moddalar bilan oziqlanadi. Bunday organizmlar o'lik organizmlarning qoldiqlarini oziq-ovqat vaularning hayotiy mahsulotlari. Parchalanish va fermentatsiya bakteriyalari barcha ma'lum organik moddalarni parchalashga qodir. Bunday organizmlar saprotroflar deb ham ataladi.
Ba'zi o'simlik bakteriyalari boshqa organizmlar bilan simbioz hosil qilishi mumkin: zamburug'lar bilan birgalikda ular likenlarning bir qismidir, azot saqlovchi tugun bakteriyalari dukkakli o'simliklarning ildizlari bilan o'zaro manfaatli birga yashaydi.
Kemotroflar
Kemotroflar boshqa oziq-ovqat guruhidir. Bu avtotrofik oziqlanishning bir turi bo'lib, uning davomida quyosh energiyasi o'rniga turli moddalarning kimyoviy bog'lanish energiyasi ishlatiladi. Azot saqlovchi bakteriyalar ana shunday organizmlardan biridir. Ular ba'zi noorganik birikmalarni oksidlaydi, shu bilan birga o'zlarini kerakli miqdorda energiya bilan ta'minlaydi.
Azot biriktiruvchi bakteriyalar: yashash joyi
Azot birikmalarini aylantira oladigan mikroorganizmlar ham xuddi shunday tarzda oziqlanadi. Ular azot saqlovchi bakteriyalar deb ataladi. Bakteriyalar hamma joyda yashashiga qaramay, bu turning yashash joyi tuproq, aniqrog'i dukkakli o'simliklarning ildizlari hisoblanadi.
Bino
Tugun bakteriyalari qanday vazifani bajaradi? Bu ularning tuzilishi bilan bog'liq. Azot saqlovchi bakteriyalar yalang'och ko'z bilan aniq ko'rinadi. Dukkakli va donli ekinlarning ildizlariga joylashib, ular o'simlikka kirib boradi. Bunday holda, qalinlashuvlar hosil bo'lib, ularning ichida metabolizm sodir bo'ladi.
Aytish kerakki, azot saqlovchi bakteriyalar mutualistlar guruhiga kiradi. Ularning boshqa organizmlar bilan birga yashashi o'zaro manfaatli. DAFotosintez jarayonida o'simlik hayotiy jarayonlar uchun zarur bo'lgan karbongidrat glyukozasini sintez qiladi. Bakteriyalar bunday jarayonga qodir emas, shuning uchun tayyor shakar dukkakli ekinlardan olinadi.
O'simliklar yashashi uchun azotga muhtoj. Tabiatda bu modda juda ko'p. Masalan, havodagi azot miqdori 78% ni tashkil qiladi. Biroq, bu holatda o'simliklar bu moddani o'zlashtira olmaydi. Azot biriktiruvchi bakteriyalar atmosfera azotini o'zlashtiradi va uni o'simliklar uchun mos keladigan shaklga aylantiradi.
Umumiylik
Azot biriktiruvchi bakteriyalar qanday vazifani bajarishini azospirillum kimyotrof bakteriyasi misolida ko'rish mumkin. Bu organizm donli ekinlarning ildizlarida yashaydi: arpa yoki bug'doy. U haqli ravishda azot ishlab chiqaruvchilari orasida etakchi deb ataladi. Bir gektar yerda u 60 kg gacha ushbu elementni berishga qodir.
Dukkakli o’simliklarning azot fiksator bakteriyalari, masalan, rizobitlar, sinorhizobiylar va boshqalar ham yaxshi "ishchi" hisoblanadi. Ular bir gektar erni 390 kilogrammgacha bo'lgan azot bilan boyita oladi. Koʻp yillik dukkakli oʻsimliklar azot hosil boʻlishida gʻolib boʻlib, ularning hosildorligi har gektar haydaladigan yerdan 560 kg gacha yetadi.
Hayotiy jarayonlar
Hayotiy jarayonlarning xususiyatlariga ko'ra barcha azot fiksatorli bakteriyalarni ikki guruhga birlashtirish mumkin. Birinchi guruh - nitrifikatsiya. Bu holda metabolizmning mohiyati kimyoviy transformatsiyalar zanjiridir. Ammoniy yoki ammiak nitritlarga - nitrat kislota tuzlariga aylanadi. Nitritlar, o'z navbatida, nitratlarga aylanadi,bu birikmaning tuzlari hamdir. Nitratlar shaklida azot o'simliklarning ildiz tizimi tomonidan yaxshiroq so'riladi.
Ikkinchi guruhga denitrifikatorlar deyiladi. Ular teskari jarayonni amalga oshiradilar: tuproq tarkibidagi nitratlar gazsimon azotga aylanadi. Tabiatda azot aylanishi shunday sodir bo'ladi.
Hayot jarayonlariga ko’payish jarayoni ham kiradi. U hujayraning ikkiga bo'linishi natijasida yuzaga keladi. Kamroq - kurtaklari bilan. Bakteriyalar va jinsiy jarayon uchun xarakterlidir, bu konjugatsiya deb ataladi. Bunday holda, genetik ma'lumotlar almashinuvi sodir bo'ladi.
Ildiz tizimi juda ko'p qimmatli moddalarni chiqarib yuborgani uchun unga ko'plab bakteriyalar joylashadi. Ular o'simlik qoldiqlarini o'simliklar o'zlashtira oladigan moddalarga aylantiradilar. Natijada, atrofdagi tuproq qatlami ma'lum xususiyatlarga ega bo'ladi. U rizosfera deb ataladi.
Bakteriyalarning ildizga kirish yoʻllari
Ildiz tizimining to'qimalariga bakterial hujayralarni kiritishning bir necha usullari mavjud. Bu integumental to'qimalarning shikastlanishi yoki ildiz hujayralari yosh bo'lgan joylarda sodir bo'lishi mumkin. Ildiz soch zonasi, shuningdek, kimyotroflarning o'simlikka kirishi uchun yo'ldir. Keyinchalik, ildiz tuklari infektsiyalanadi va bakterial hujayralarning faol bo'linishi natijasida tugunlar hosil bo'ladi. Bosqinchi hujayralar o'simlik to'qimalariga kirib borish jarayonini davom ettiradigan yuqumli iplarni hosil qiladi. O'tkazuvchi tizim yordamida bakterial tugunlar ildizga ulanadi. Vaqt o'tishi bilan ularda maxsus modda paydo bo'ladi -legoglobin.
Optimal faollik namoyon bo'lishi bilan tugunlar pushti rangga ega bo'ladi (legoglobin pigmenti tufayli). Faqat tarkibida legoglobin bo'lgan bakteriyalar azotni tuzatadi.
Kemotroflarning ahamiyati
Odamlar uzoq vaqtdan beri dukkakli oʻsimliklarni tuproq bilan qazib olsang, bu yerda hosil yaxshi boʻlishini payqashgan. Aslida, mohiyat shudgorlash jarayonida emas. Bunday tuproq o'simliklarning o'sishi va rivojlanishi uchun zarur bo'lgan azot bilan ko'proq boyitilgan.
Agar barg kislorod zavodi deb atalsa, azot saqlovchi bakteriyalarni haqli ravishda nitrat zavodi deb atash mumkin.
Hatto 19-asrda ham olimlar dukkakli oʻsimliklarning ajoyib qobiliyatlariga eʼtibor qaratishgan. Bilim etishmasligi tufayli ular faqat o'simliklarga tegishli va boshqa organizmlar bilan bog'lanmagan. Barglar atmosfera azotini tuzatishi mumkinligi taxmin qilingan. Tajribalar davomida suvda o'sgan dukkaklilar bu qobiliyatini yo'qotishi aniqlandi. 15 yildan ortiq vaqt davomida bu savol sir bo'lib qolmoqda. Bularning barchasi yashash muhiti o'rganilmagan azot saqlovchi bakteriyalar tomonidan amalga oshirilganligini hech kim taxmin qilmagan. Ma'lum bo'lishicha, masala organizmlarning simbiozida. Faqat dukkaklilar va bakteriyalar birgalikda o'simliklar uchun nitratlar ishlab chiqarishi mumkin.
Hozirda olimlar dukkaklilar oilasiga mansub boʻlmagan, ammo azot biriktiruvchi bakteriyalar bilan simbioz hosil qila oladigan 200 dan ortiq oʻsimliklarni aniqlashdi. Kartoshka, jo'xori, bug'doy ham qimmatli xususiyatlarga ega.
