Bakterie je pojem, který zná každý. Sehnat sýr a jogurt, antibiotika, čištění odpadních vod - to vše umožňují jednobuněčné bakteriální organismy. Pojďme je lépe poznat.
Kdo jsou bakterie?
Zástupci této říše divoké zvěře jsou jedinou skupinou prokaryot – organismů, jejichž buňky postrádají jádro. To ale neznamená, že by neobsahovaly vůbec dědičnou informaci. Molekuly DNA jsou volné v cytoplazmě buňky a nejsou obklopeny membránou.
Vzhledem k tomu, že jejich velikosti jsou mikroskopické – až 20 mikronů, jsou bakterie studovány vědou mikrobiologie. Vědci zjistili, že prokaryota mohou být jednobuněčná nebo se mohou sjednotit v koloniích. Mají poměrně primitivní strukturu. Bakterie kromě jádra postrádají všechny typy plastidů, Golgiho komplex, EPS, lysozomy a mitochondrie. Ale i přes to je bakteriální buňka schopna provádět nejdůležitější životní procesy: anaerobní dýchání bez použití kyslíku, heterotrofní a autotrofní výživu, nepohlavní rozmnožování a tvorbu cyst za nepříznivých podmínek.podmínky.
Třídy bakterií
Klasifikace je založena na různých vlastnostech. Jedním z nich je tvar buněk. Takže vibria mají podobu čárky, koky - zaoblený tvar. Spirály mají tvar spirály a bacily mají tvar tyče.
Bakterie jsou navíc kombinovány do skupin v závislosti na strukturálních vlastnostech buňky. Ti skuteční jsou schopni vytvořit slizké pouzdro kolem své vlastní buňky a jsou vybaveni bičíky.
Sinice, neboli modrozelené řasy, jsou schopné fotosyntézy a spolu s houbami jsou součástí lišejníků.
Mnoho druhů bakterií je schopno symbiózy – oboustranně výhodného soužití organismů. Ustalovače dusíku se usazují na kořenech luštěnin a jiných rostlin a tvoří uzlíky. Je snadné uhodnout, jakou funkci plní nodulové bakterie. Přeměňují atmosférický dusík, který je tak nezbytný pro vývoj rostlin.
Stravovací metody
Prokaryota jsou skupina organismů, které mají přístup ke všem druhům potravy. Zelené a fialové bakterie se tedy živí autotrofně díky sluneční energii. Díky přítomnosti plastidů mohou být natřeny různými barvami, ale nutně obsahují chlorofyl. Bakteriální a rostlinná fotosyntéza se zásadně liší. U bakterií není voda základním činidlem. Donorem elektronů může být vodík nebo sirovodík, takže se během tohoto procesu neuvolňuje kyslík.
Velká skupina bakterií se živí heterotrofně, tedy hotovými organickými látkami. Takové organismy využívají zbytky mrtvých organismů k potravě ajejich životní produkty. Bakterie rozkladu a fermentace jsou schopny rozkládat všechny známé organické látky. Takové organismy se také nazývají saprotrofy.
Některé rostlinné bakterie mohou vytvářet symbiózu s jinými organismy: spolu s houbami jsou součástí lišejníků, nodulové bakterie fixující dusík vzájemně prospěšně koexistují s kořeny luštěnin.
Chemotrofy
Chemotrofní jsou další skupinou potravin. Jedná se o druh autotrofní výživy, při které se místo sluneční energie využívá energie chemických vazeb různých látek. Jedním z takových organismů jsou bakterie fixující dusík. Oxidují některé anorganické sloučeniny a zároveň si dodávají potřebné množství energie.
Bakterie vázající dusík: stanoviště
Mikroorganismy schopné přeměňovat sloučeniny dusíku se také živí podobným způsobem. Říká se jim bakterie fixující dusík. Navzdory skutečnosti, že bakterie žijí všude, biotopem tohoto konkrétního druhu je půda, nebo spíše kořeny luštěnin.
Building
Jaká je funkce uzlinových bakterií? Je to dáno jejich strukturou. Bakterie fixující dusík jsou jasně viditelné pouhým okem. Usazují se na kořenech luštěnin a obilovin a pronikají do rostliny. V tomto případě se tvoří zahuštění, uvnitř kterých probíhá metabolismus.
Je třeba říci, že bakterie fixující dusík patří do skupiny mutualistů. Jejich soužití s jinými organismy je oboustranně výhodné. VBěhem fotosyntézy rostlina syntetizuje sacharid glukózu, která je nezbytná pro životní procesy. Bakterie nejsou schopny takového procesu, proto se hotové cukry získávají z luštěnin.
Rostliny potřebují k životu dusík. Této látky je v přírodě poměrně hodně. Například obsah dusíku ve vzduchu je 78 %. V tomto stavu však rostliny nejsou schopny tuto látku absorbovat. Bakterie fixující dusík absorbují atmosférický dusík a přeměňují ho na formu vhodnou pro rostliny.
Výkon
Jaká je funkce bakterií fixujících dusík, lze vidět na příkladu chemotrofní bakterie azospirillum. Tento organismus žije na kořenech obilovin: ječmene nebo pšenice. Právem je označován za lídra mezi producenty dusíku. Na hektaru půdy je schopen odevzdat až 60 kg tohoto prvku.
Dobrými „pracovníky“jsou i bakterie vázající dusík luštěnin, jako jsou rhizobitums, sinorhizobiums a další. Jsou schopny obohatit hektar půdy dusíkem o hmotnosti až 390 kg. Vytrvalé luskoviny jsou domovem vítězů tvorby dusíku, jejichž produktivita dosahuje až 560 kg na hektar orné půdy.
Životní procesy
Všechny bakterie vázající dusík podle charakteristik životních procesů lze sloučit do dvou skupin. První skupina je nitrifikační. Podstatou metabolismu je v tomto případě řetězec chemických přeměn. Amonium neboli čpavek se přeměňuje na dusitany – soli kyseliny dusičné. Dusitany se zase přeměňují na dusičnany,jsou také soli této sloučeniny. Ve formě dusičnanů je dusík lépe absorbován kořenovým systémem rostlin.
Druhá skupina se nazývá denitrifikátory. Provádějí opačný proces: dusičnany obsažené v půdě se přeměňují na plynný dusík. Takto probíhá cyklus dusíku v přírodě.
Procesy života zahrnují také proces rozmnožování. Vzniká dělením buněk na dvě části. Mnohem méně často - pučením. Charakteristické pro bakterie a sexuální proces, který se nazývá konjugace. V tomto případě dochází k výměně genetické informace.
Jelikož kořenový systém uvolňuje mnoho cenných látek, usazuje se na něm spousta bakterií. Přeměňují rostlinné zbytky na látky, které rostliny mohou absorbovat. Výsledkem je, že vrstva půdy kolem získává určité vlastnosti. Říká se tomu rhizosféra.
Cesty pro vstup bakterií do kořene
Existuje několik způsobů, jak zavést bakteriální buňky do tkání kořenového systému. K tomu může dojít v důsledku poškození kožních tkání nebo v místech, kde jsou kořenové buňky mladé. Zóna kořenových vlásků je také cestou pro vstup chemotrofů do rostliny. Dále se infikují kořenové vlásky a v důsledku aktivního dělení bakteriálních buněk se tvoří uzliny. Invazní buňky tvoří infekční vlákna, která pokračují v procesu pronikání do rostlinných tkání. Pomocí vodivého systému jsou bakteriální uzliny spojeny s kořenem. Postupem času se v nich objevuje speciální látka -legoglobin.
V době projevu optimální aktivity získávají uzliny růžovou barvu (díky pigmentu legoglobin). Pouze ty bakterie, které obsahují legoglobin, mohou fixovat dusík.
Význam chemotrofů
Lidé si už dávno všimli, že když luštěniny zrýváte i s hlínou, úroda na tomto místě bude lepší. Ve skutečnosti podstata není v procesu orby. Taková půda je více obohacena dusíkem, který je tak nezbytný pro růst a vývoj rostlin.
Pokud se list nazývá továrna na kyslík, pak bakterie vázající dusík lze právem nazvat továrnou na dusičnany.
Už v 19. století vědci upozorňovali na úžasné schopnosti luštěnin. Kvůli nedostatku znalostí byly připisovány pouze rostlinám a nebyly spojovány s jinými organismy. Bylo navrženo, že listy mohou fixovat vzdušný dusík. Při pokusech se zjistilo, že luštěniny, které rostly ve vodě, tuto schopnost ztrácejí. Více než 15 let zůstávala tato otázka záhadou. Nikdo netušil, že to vše provedly bakterie fixující dusík, jejichž stanoviště nebylo studováno. Ukázalo se, že věc je v symbióze organismů. Pouze společně luštěniny a bakterie mohou produkovat dusičnany pro rostliny.
Nyní vědci identifikovali více než 200 rostlin, které nepatří do rodiny luštěnin, ale jsou schopny vytvořit symbiózu s bakteriemi fixujícími dusík. Brambory, čirok, pšenice mají také cenné vlastnosti.
