Хемосинтез і його значення в природі, student guru

Posted in Біологія Tags: Хемосинтез

Бактерії, яким властивий хемосинтез, не належать до єдиної в таксономічних відношенні групі, їх систематизують в залежності від окисляемого ними неорганічного субстрату. Серед них є мікроорганізми, які окислюють водень, окис вуглецю, відновлені сполуки сірки, аміак, нітрити, залізо, марганець і ін.

Водневі бактерії - бактерії, що окислюють водень, як і випливає з їх назви. Формула окислення:

Ці бактерії відносяться до однієї з найбільш численних і різноманітних груп хемосинтезирующих організмів. Водневі бактерії - можуть розвиватися тільки в присутності кисню, т. Е. Є аеробами.
Вони окислюють водень, який виділяється при анаеробному розкладанні різних органічних залишків. У порівнянні з іншими автотрофними мікроорганізмами відрізняються високою швидкістю росту і можуть утворювати велику біомасу. Ці бактерії є міксотрофними або факультативно хемоавтотрофними бактеріями, тому що можуть рости на середовищах, які містять органічні речовини.

Серобактерии. як можна здогадатися, мікроорганізми, які окислюють відновлені сполуки сірки (сірководень, молекулярну сірку). Вивчення саме цієї групи бактерій призвело С.Н. Виноградського до відкриття явища хемосинтезу. Середовищем існування серобактерий є водойми, в воді яких міститься сірководень.

У клітинах бактерій у вигляді безлічі крупинок накопичується вільна сірка, яка виділяється в результаті реакції. При нестачі сірководню серобактерии продовжують подальше окислення знаходиться в них вільної сірки до сірчаної кислоти:

Енергія, що отримується при окисленні цими бактеріями відновлених з'єднань сірки, використовується ними для синтезу органічних сполук з вуглекислоти. Розвиток серобактерий тягне за собою утворення сірчаної кислоти і пов'язане з цим сернокислотное вивітрювання, що в підсумку може призвести до руйнування сірчаних родовищ (у відкритих розробках). Крім того, серобактерии можуть пошкоджувати інженерні споруди. Здатність деяких серобактерий розкладати сульфіди металів використовують в бактеріальної гідрометалургії для бактеріального вилуговування металів з руд.

Існують також бактерії, що перетворюють аміак і амонійні солі в нітрати, - це нитрифицирующие бактерії. Середовищем їхнього життя є грунт і водойми. Життєдіяльність цих бактерій - один з найбільш найважливіших факторів родючості грунтів.

Процес нітрифікації або перетворення аміаку в нітрати проходить в дві стадії. Спочатку нітритні бактерії окислюють аміак (NH3) до нітриту (NО2 -):

На другій стадії інша група нитрифицирующих мікроорганізмів - нітратні бактерії окислюють нітрит (NО2 -) до нітрату (NО3 -):

Також, як і інші хемоавтотрофи, нитрифицирующие бактерії за рахунок енергії окислення можуть засвоювати вуглець атмосфери (CO2) або карбонатів для його використання при синтезі речовин, що входять до складу клітини.

Таким чином, хемосинтезирующие бактеріям належить провідна роль в біогеохімічних циклах різних хімічних елементів в біосфері.