Har xil moddalarni kimyosintezlovchi bakteriyalarning hayot jarayonlari qanday tartibga solinadi va amalga oshiriladi? Bu savollarga javob berish uchun siz bir qator biologik tushunchalarni tushunishingiz kerak.
Bakteriyalarning xarakterli xususiyatlari
Avval bakteriyalar kimligini bilib olaylik. Bu butun yovvoyi tabiat shohligi. Ular yadroga ega bo'lmagan mikroskopik o'lchamdagi bir hujayrali organizmlardir. Ammo bu bakteriyalar odatda irsiy ma'lumotni uzatish uchun mas'ul bo'lgan tuzilmalarga ega emas degani emas. U shunchaki ibtidoiy tashkilotga ega. Bular dumaloq DNK molekulalari bo'lib, ular sitoplazmaning nukleoid deb ataladigan ma'lum bir qismida to'plangan.
Avtotrof oziqlanishning mohiyati
Kimosintetik bakteriyalar, ularning misollari bizning maqolamizda ko'rib chiqiladi, organik moddalarni mustaqil ravishda ishlab chiqaradi. Ular o'simliklar kabi avtotroflardir. Biroq, ikkinchisi buning uchun quyosh nuri energiyasidan foydalanadi. Xloroplastlarning yashil plastidlari mavjudligi ularga fotosintez jarayonini amalga oshirishga imkon beradi. Uning mohiyati glyukoza uglevodini hosil qilishda yotadinoorganik moddalar - suv va karbonat angidrid. Ushbu kimyoviy reaksiyaning yana bir mahsuloti kisloroddir. Bakteriyalar ham avtotroflardir. Ammo ular energiya olish uchun quyosh nuriga muhtoj emas. Ular boshqa jarayon - kimyosintezni amalga oshiradilar.
Xemosintez nima
Xemosintez - oksidlanish-qaytarilish reaktsiyalarining yuzaga kelishi natijasida organik moddalarning hosil bo'lish jarayoni. Tabiatda faqat prokaryotlar tomonidan amalga oshiriladi. Xemosintetik bakteriyalar organik moddalarni sintez qilish uchun oltingugurt, azot va temir birikmalaridan foydalanishi mumkin. Bu birinchi navbatda ATP aloqalarida to'plangan energiyani chiqaradi, shundan so'ng u bakterial hujayralar tomonidan ishlatilishi mumkin.
Ximosintetik bakteriyalar: yashash joyi
Xemotroflarning hayoti quyosh nuri mavjudligiga bog'liq bo'lmagani uchun ularning tarqalish maydoni ancha keng. Misol uchun, oltingugurt bakteriyalari katta chuqurlikda yashashi mumkin, ba'zida u erda tirik mavjudotlarning yagona vakillari bo'ladi. Bu prokariotlarning yashash joyi ko'pincha tuproq, oqava suvlar va ma'lum kimyoviy birikmalarga boy substratlardir.
Temir bakteriyalar
Xemosintetik bakteriyalar tarkibiga temir birikmalarining tarkibini o'zgartiruvchi prokariotlar kiradi. Ular 1950 yilda taniqli rus mikrobiologi Sergey Nikolaevich Vinogradskiy tomonidan kashf etilgan. Oksidlanish reaktsiyasi jarayonida bu turdagi bakteriyalar temirning oksidlanish darajasini o'zgartirib, uni uch valentli qiladi. Ular chuchuk va sho'r suvlarda yashaydilar. Tabiatda ular temirning aylanishini amalga oshiradilartabiatda, sanoatda esa sof mis ishlab chiqarishda foydalaniladi. Bu turdagi bakteriyalar litoautotroflarga ham tegishli bo'lib, o'z hujayralarining ba'zi elementlarini karbonat kislotadan sintez qilishga qodir.
Oltingugurt bakteriyalari
Bakteriyalar oltingugurt birikmalaridan kimyosintezlovchi moddalar suv havzalari tubida alohida yashashi yoki mollyuskalar va dengiz umurtqasizlari bilan simbioz hosil qilishi mumkin. Oksidlanish manbai sifatida ular vodorod sulfidi, sulfidlar, tion kislotalari yoki molekulyar oltingugurtdan foydalanadilar. Bu turdagi bakteriyalar kimyosintez jarayonini ochish va o'rganishda asosiy ob'ekt bo'lgan. Bu prokariotlar guruhiga bir qancha fototrof prokariotlar ham kiradi. Masalan, binafsha yoki yashil oltingugurt bakteriyalari.
Nitrifikatsion bakteriyalar
Nitrifikator bakteriyalar dukkakli oʻsimliklarning ildizlariga joylashadi. Bu guruhning xemosintetik prokariotlari ammiakni nitrat kislotagacha oksidlaydi. Bu reaksiya oraliq moddalar hosil bo'lishi bilan bir necha bosqichda amalga oshiriladi. Tuproqda azot biriktiruvchi bakteriyalar ham mavjud. Ular dukkakli o'simliklarning ildizlarida yashaydilar. Er osti organining to'qimalariga kirib, ular xarakterli qalinlashuvlarni hosil qiladi. Bunday shakllanishlar ichida kimyosintez oqimi uchun qulay muhit yaratiladi. Tugunli bakteriyalar bilan o'simliklarning simbiozi o'zaro foydalidir. Birinchisi prokaryotlarni fotosintez jarayonida olingan organik moddalar bilan ta'minlaydi. Bakteriyalar esa atmosfera azotini fiksatsiya qilish va uni kirish mumkin bo'lgan shaklga aylantirishga qodir.o'simliklar.
Nega bu jarayon juda muhim? Haqiqatan ham, atmosferada azotning kontsentratsiyasi ancha yuqori va 78% ni tashkil qiladi. Ammo bu shaklda o'simliklar bu moddani o'zlashtira olmaydi. O'simliklar ildiz rivojlanishi uchun azotga muhtoj. Bunday vaziyatda tugun bakteriyalari yordamga keladi, ular uni nitrat va ammoniy shakliga aylantiradi.
Tion bakteriya
Tion prokariotlari ham kimyosintetik bakteriyalardir. Ularning energiya manbai turli xil oltingugurt birikmalaridir. Bu turdagi bakteriyalar ularni sulfat kislotaga kamaytiradi. Bu reaksiya muhitning pH qiymatining sezilarli pasayishi bilan kechadi. Tion bakteriyalari atsidofillar guruhiga kiradi. Bularga yuqori kislotalilik sharoitida omon qolishi mumkin bo'lgan organizmlar kiradi. Bunday sharoitlar botqoqlarga xosdir. Tianaceae bilan birgalikda bu guruh sut va sirka kislotali bakteriyalar, flagellatlar va rotiferlardan tashkil topgan.
Vodorod bakteriyalari
Bu turdagi prokariotlar tuproq aholisidir. Ular energiya chiqishi bilan molekulyar vodorodni suvga oksidlaydi. Bunday bakteriyalar termofillar guruhiga ham kiradi. Bu shuni anglatadiki, ular 50 daraja Selsiyga etishi mumkin bo'lgan yuqori haroratlarda omon qolishga qodir. Vodorod bakteriyalarining bunday qobiliyati ular shunday sharoitlarda ham ishlaydigan maxsus fermentlarni ajratishi bilan bog'liq.
Rolkimyosintetik bakteriyalar
Xemotroflar tabiatdagi tegishli kimyoviy moddalarning o'zgarishi va aylanishining murakkab jarayonlarida katta rol o'ynaydi. Vodorod sulfidi va ammiak juda zaharli moddalar bo'lganligi sababli ularni zararsizlantirish kerak. Bu ham kimyotrof bakteriyalar tomonidan amalga oshiriladi. Kimyoviy o'zgarishlar jarayonida boshqa organizmlar uchun zarur bo'lgan moddalar hosil bo'ladi, bu ularning normal o'sishi va rivojlanishiga imkon beradi. Dengizlar va botqoqliklar tubida temir va marganets rudalarining yirik konlari kimyotroflarning faolligi tufayli vujudga keladi. Ya'ni, temir bakteriyalari.
Odam o'z faoliyatida kimyotroflarning noyob xususiyatlaridan foydalanishni o'rgandi. Masalan, oltingugurt bakteriyalari yordamida oqava suvlarni vodorod sulfididan tozalaydi, metall va beton quvurlarni korroziyadan, tuproqni kislotalanishdan himoya qiladi.
Demak, xemosintetik bakteriyalar anaerob sharoitda tegishli kimyoviy reaksiyalarni amalga oshirishga qodir maxsus prokaryotlardir. Bu organizmlar moddalarni oksidlaydi. Bu holda ajralib chiqadigan energiya birinchi navbatda ATP bog'larida saqlanadi, so'ngra hayotiy jarayonlarni amalga oshirish uchun ishlatiladi. Ulardan asosiylari temir, oltingugurt va azot saqlovchi bakteriyalardir. Ular suvda ham, tuproqda ham yashaydilar. Xemotroflar moddalar aylanishining ajralmas bo'g'ini bo'lib, tirik organizmlarni zarur moddalar bilan ta'minlaydi va odamlar tomonidan iqtisodiy va sanoat faoliyatida keng qo'llaniladi.
