У 1888 році російський мікробіолог Виноградський С.М. вперше показав науковому співтовариству, яким чином можна отримати енергію при окисленні сірководню. Також було доведено, що в природі здійснюють цей процес бактерії, які згодом були названі хемосинтетики. Виноградський С.М. дав визначення бактеріям-хемосинтетиков, правда, воно відрізнялося від сучасного, але зате вже тоді було введено поділ організмів на кшталт отримання енергії.
До цього відкриття вважалося, що єдиним способом отримання органіки з неорганики є використання фотосинтезу (на думку вчених, його використовували як рослини, так і бактерії-фотосинтетики). Відкриття синтезу АТФ без участі сонячного світла, а з використанням енергії неорганічних реакцій, змусило науковий світ пильніше придивитися до бактеріального спільноти на предмет того, як же мікроорганізми, які є хемосинтетиками, задовольняють свої найважливіші потреби в енергії.
хемосинтез
Отримання енергії - це завжди остаточне ланка ланцюжка харчування. Тварини-гетеротрофи, які не можуть самостійно виробляти органіку, отримують АТФ (енергію), розщеплюючи вже готові органічні сполуки. Рослини-автотрофи харчуються сонячним світлом і водою, отримуючи енергію в процесі фотосинтезу, а бактерії-хемосинтетики харчуються неорганічними сполуками, процес перетравлення яких також відбувається з виділенням енергії.
Перелік неорганики, яку споживають продуценти (виробники органіки), не так вже й малий:
- неорганічні сполуки азоту (його окислюють нитрифицирующие бактерії);
- сірководень (бактерії, що окислюють сірку);
- відновлені залізо і марганець (железобактерии);
- молекулярний водень (водневі бактерії);
- вуглекислий газ (карбоксідобактеріі, які не можна плутати з такими організмами, як ціанобактерії, в фотосинтезі яких також бере участь вуглекислий газ СО2).
Окрему групу становлять такі бактерії-хемосинтетики (продуценти), як сульфатвосстанавлівающіе і метаногенів мікроорганізми.
нитрифицирующие бактерії
Живуть у водоймах - прісних і солоних, а також в грунтах. Ці організми забезпечують кругообіг азоту в природі. Азот є найважливішим елементом, що входять до складу органічних сполук (білків і нуклеїнових кислот). Фіксація азоту є одним з результатів хемосинтезу нитрифицирующих мікроорганізмів.
Всі бактерії, що відносяться до цієї групи хемосинтетиков, - грамнегативнімікроорганізми, різні за формою. Деякі з видів пересуваються за допомогою джгутиків, деякі нерухомі.
Все нитрифицирующие мікроорганізми - строгі (облігатні) аероби, живуть тільки в присутності кисню.
Сам процес хемосинтезу в хемосинтетиков відбувається в ЦПМ - цитоплазматичної мембрані (між клітинною стінкою і цитоплазматическим речовиною). Фермент транслоказ переносить аміак через ЦПМ. Аміак (NH3) окислюється ферментом, продуктами цієї реакції є гідроксиламін та вода. Ця реакція відбувається зі споживанням енергії.
На другому етапі гидроксиламин окислюється до нітриту з вивільненням одного електрона і одного протона (NH2OH (нітроксіламін) -> NHO (нітроксе) + 2 електрона (Н) + 2 протона (Н +)).
Формування ланцюга протонів і електронів на різних ділянках ЦПМ в хемосинтетиков призводить до утворення АТФ-синтази (провіднику протонів в мембрані). Протони, попрямувавши за білковим провіднику (АТФ-синтаза) до електронів, забезпечують умови для синтезу АТФ.
Окислювачі сірки (серобактерии)
Окислюють сірку не тільки хемотрофи. Деякі організми-фототрофи також використовують сірку для отримання енергії для життя, але це не бактерії автотрофи з групи ціанобактерій. Фотосинтез за участю сірки здійснюють гетеротрофи (харчуються органікою), до яких відносяться гетеротрофи бацили і псевдомонади.
Продуценти, що відносяться до хемосинтетиков, - це тіонові бактерії. Клітинна стінка цих хемосинтетиков влаштована не так, як у інших представників царства бактерії, тому тіонових мікроорганізмів відносять до архебактериям.
Окислюючи сірку до сульфату (SO4), ці продуценти утворюють молекулярну сірку і сульфіти.
Крім тіонових бактерій, окислюють сірку і безбарвні бактерії. Їх класифікують ознакою є те, що вони відкладають сірку всередині клітин.
Присутність окислюють мікроорганізмів у навколишньому середовищі призводить до підкислення цього середовища, що позитивно впливає на розчинення у воді неорганічних сполук і робить цю неорганіки більш доступною для життя рослин.
залізобактерій
Одні з представників железобактерий - бактерії виду Thiobacillus ferrooxidans - одноклітинні бактерії, оточені бактеріальними чохлами, в яких і накопичується залізо. Живуть окремо або колоніями. Ці мікроорганізми не можуть перетворювати атмосферне вуглекислий газ і тому є строгими (облігатними) хемотрофов. Окислення відновленого заліза здійснюється на ЦПМ. Залізо через мембрану в цитоплазму не проникає. Рушійна сила, за рахунок якої з'являється різниця потенціалів і синтез АТФ, - різниця pH всередині клітини і зовні клітини. Одна молекула АТФ синтезується з двох молекул заліза.
Є й інші приклади железобактерий. Ці мікроорганізми-продуценти широко поширені в природі і формують залізисті відкладення. Серед железобактерий зустрічаються навіть гетеротрофні організми.
Водневі бактерії (водородобактеріі)
Водневі бактерії зовсім не схожі на ціанобактерій, хоч молекулярний водень присутній як в життєдіяльності ціанобактерій, так і в житті водневих бактерій.
Особливість цієї групи мікроорганізмів полягає в тому, що вони окислюють водень в присутності кисню. Це досить численна група бактерій. Серед них є представники псевдомонад, бацил та інших бактеріальних сімейств.
ЯК КИНУТИ ПАЛИТИ!
Як за 2 дня кинути палити. Мільйони користуються цим способом, в тому числі і. Дізнатися як >>
Водневі бактерії - факультативні хемолітоавтотрофів споживають вуглець з самих різних з'єднань, що робить їх привабливими для використання в сучасних біотехнологіях.
У клітинах водневих бактерій присутня фермент гидрогеназу, який приєднує водень до різних сполук в ході реакцій відновлення. Саме цей процес забезпечує утворення відновлених НАД (никотинамидадениндинуклеотид) коферментів, присутніх у всіх живих клітинах.
Водневі бактерії - переробники будь-яких мінеральних субстратів - розглядаються біотехнологами як перспективні працівники для фабрик по виробництву екологічно чистої біомаси. Вже сьогодні ці біомаси використовуються як корм для тварин. Але біотехнології не збираються зупинятися на досягнутому.
Фотосинтез і хемосинтез
У Вашому організмі живуть паразити?
У повсякденному житті так легко "підчепити" паразитів, адже контакт з ними просто неминучий, особливо якщо ви часто користуєтеся громадським транспортом, відвідуєте людні місця, та й просто перебуваєте на вулиці.
Симптомами появи паразитів в організмі можуть бути:
- часті застуди, ОРЗ, хвороби горла, кашель;
- алергія, що не припиняється нежить, почервоніння очей;
- шкірна алергія, свербіж, екземи;
- бородавки і папіломи;
- головні болі, а також різні болі і спазми у внутрішніх органах.
Унікальне засіб, від якого груди ростуть як на дріжджах Детальніше.
Все папіломи і бородавки йдуть за 14 днів, якщо змастити їх простим. Детальніше.
Все папіломи і бородавки йдуть за 14 днів, якщо змастити їх простим.
