Stikstof fixerende bacteriën: habitat, functie

Bacteriën - een concept dat bij iedereen bekend. Het verkrijgen van kaas en yoghurt, antibiotica, rioolwaterzuivering - al deze maken het mogelijk om eencellige bacteriële organismen. Laten we eens kennis te maken met hen dichter.

Wie zijn de bacteriën?

Vertegenwoordigers van dit rijk van de natuur vormen een enkele groep van prokaryoten - organismen, cellen zijn verstoken van kern. Maar dit betekent niet dat ze geen genetische informatie bevatten. DNA-moleculen vrij in het cytoplasma en zijn niet omgeven door de mantel.

Vanwege hun microscopische grootte - tot 20 micron, bacteriën wetenschap studies microbiologie. Wetenschappers hebben ontdekt dat prokaryoten eencellige kunnen worden of meedoen in de kolonie. Ze hebben een vrij primitieve structuur. Naast de kern bacterie ontdaan van alle typen plastiden, Golgi complex, EPS, lysosomen en mitochondria. Maar ondanks dit, de bacteriële cel in staat is om de belangrijkste processen van het leven uit te voeren: anaërobe ademhaling zonder zuurstof, heterotrofe en autotrofe voeding, ongeslachtelijke voortplanting en de vorming van cysten terwijl het ervaren van ongunstige omstandigheden.

klassen van bacteriën

Het is gebaseerd op de indeling van de verschillende borden. Een van hen - een vorm van cel. Bijvoorbeeld in de vorm vibrio comma, cocci - afgeronde vorm. spiraal uitzichten spirilla en staafvormige - bacillen.

Verder worden de bacteriën gegroepeerd in afhankelijk van de kenmerken van de celstructuur. Deze zijn in staat tot het vormen van een slijmerige capsule rond zijn eigen cellen en zijn uitgerust met flagella.

Cyanobacteriën of blauwalgen, zijn in staat om fotosynthese en met de champignons deel van het korstmos.

Veel soorten bacteriën zijn in staat symbiose - een wederzijds voordelige samenwonen organismen. Stikstoffixerende bacteriën af op de wortels van peulvruchten en andere planten vormen knobbeltjes. Wat doet de knobbel bacteriën, makkelijk te raden. Zij zetten atmosferische stikstof, dat zo noodzakelijk is voor de ontwikkeling van planten.

Werkwijzen supply

Prokaryoten zijn een groep van organismen die hele vormen van voeding zijn. Dus, groen en paars bacteriën voeden zich met autotrofe, door zonne-energie. Door de aanwezigheid van plastiden kan worden geschilderd in verschillende kleuren, maar altijd bevatten chlorofyl. Bacteriële en fotosynthese van planten verschillen aanzienlijk. In bacteriën wordt het water niet benodigde reagentia. De elektrondonor kan waterstof of waterstof sulfide derhalve geen zuurstof vrijkomende.

Een grote groep bacteriën heterotroof toegevoerd, t. E. Ready organische stoffen. Dergelijke organismen worden gebruikt om de resten van dode organismen en hun stofwisselingsproducten leveren. Bacteriën rotten en fermentatie in staat zijn tot het afbreken van alle bekende organische stoffen. Dergelijke organismen worden genoemd saprotroph.

Sommige planten bacteriën kunnen een symbiose met andere organismen vormen: schimmels, samen met een deel van de korstmossen, onderling samengaan met de wortels van peuldragende stikstof vaststelling wortel knobbel bacteriën.

chemotroof

Een andere groep van soorten voedsel zijn chemotroof. Het is een soort van autotrofe voeding, waarbij zonne-energie wordt gebruikt in plaats van de energie van chemische bindingen van verschillende stoffen. Stikstofbindende bacteriën behoren tot dergelijke organismen. Ze oxideren sommige anorganische verbindingen zelf en tegelijkertijd de benodigde hoeveelheid energie.

Stikstofbindende bacteriën: leefgebied

Ook de voeding en micro-organismen in staat is om een stikstofverbinding. Ze heten stikstoffixerende bacteriën. Ondanks het feit dat de bacteriën leven overal, het leefgebied van dit type - de bodem. Meer in het bijzonder, de wortels van peulvruchten.

structuur

Wat doet de knobbel bacteriën? Het is te danken aan hun structuur. Stikstoffixerende bacteriën zijn duidelijk zichtbaar met het blote oog. Afwikkeling op de wortels van peulvruchten en granen, dringen zij in de plant. In deze vorm van de verdikking, die in het metabolisme plaatsvindt.

Het is de moeite waard te zeggen dat de stikstofbindende bacteriën zijn mutualisten groep. Hun samenleven met andere organismen voor beide partijen voordelig. Tijdens fotosynthese, planten synthetiseren koolhydraten glucose, noodzakelijk voor levensprocessen. Bacteriën zijn niet in staat een dergelijk proces, zo klaar om suiker te krijgen van de bonen.

Plants for Life moet stikstof. Deze stof in de vorm van een voldoende groot aantal. Bijvoorbeeld, het stikstofgehalte van de lucht is 78%. Echter, in deze toestand, de planten zijn niet in staat om deze stof te absorberen. Stikstoffixerende bacterie stikstof fixeert en te vertalen in een vorm die geschikt is voor planten.

produktiviteit

Wat doet de stikstoffixerende bacteriën te zien in het voorbeeld chemotrofe Azospirillum bacteriën. Dit organisme leeft op de wortels van grassen: gerst of tarwe. Hij wordt terecht genoemd een leider onder de producenten van stikstof. Per hectare is in staat om 60 kg van het element te geven.

Stikstofbindende bacteriën van peulvruchten, zoals rizobitumy, sinorizobiumy en anderen zijn ook goed "arbeiders". Ze kunnen hectare landmassa verrijken met stikstof tot 390 kg. Op meerjarige peulvruchten bewonen winnaars azotoobrazovaniya waarvan de prestaties tot 560 kg per hectare bouwland.

de levensprocessen

Alle stikstofbindende bacteriën op de specifieke kenmerken van de vitale processen kunnen worden ingedeeld in twee groepen. De eerste groep is de nitrificerende. De essentie van het metabolisme in dit geval is een keten van chemische omzettingen. Ammoniak of ammoniak wordt omgezet tot nitriet - zouten van salpeterzuur. Nitrieten op hun beurt worden omgezet in nitraten, die ook de zouten van deze verbinding. In de vorm van nitraatstikstof beter geabsorbeerd door de wortels van planten.

De tweede groep heet denitrificerende bacteriën. Zij voert het inverse proces: nitraat in de bodem, wordt omgezet in stikstofgas. Er is dus een stikstofcyclus van de natuur.

Door levensprocessen geldt ook voor het reproductieproces. Het komt door het in twee cellen. Veel minder - door knopvorming. Kenmerkend voor de bacteriën en het seksuele proces genaamd conjugatie. Tegelijkertijd is er een uitwisseling van genetische informatie.

Omdat het wortelstelsel wijst een veel waardevolle stoffen, bacteriën vestigt zich in het erg leuk. Ze zetten plantenresten in stoffen die in staat zijn om de plant te absorberen. Als resultaat werd een laagje grond rondom bepaalde eigenschappen verkrijgt. Het heet de rhizosfeer.

Manieren binnendringen van bacteriën in de wortel

Er zijn verschillende manieren om het inbrengen van de bacteriële cellen in de weefsels van het wortelstelsel. Dit kan gebeuren als gevolg van verslechtering van de integumentary weefsels of in gebieden waar de wortels van de jonge cellen. wortelhaarzone ook chemotroof door penetratie in de plant. Verder wortelharen en geïnfecteerde als gevolg van actieve celdeling van bacteriële knobbeltjes gevormd. Implementeren infectueuze cellen vormen filamenten die het proces van binnendringen doorzetten in plantenweefsel. Met geleidende bacteriële systemen geassocieerd met de wortelknolletjes. Na verloop van tijd, krijgen ze een speciaal ingrediënt - leghemoglobine.

Tegen de tijd dat de symptomen optimale activiteit knobbeltjes het verwerven van een roze kleur (als gevolg van het pigment leghemoglobine). Kunnen alleen die bacteriën die leghemoglobine bevatten oplossen stikstof.

Betekenis chemotroof

Mensen hebben lang gemerkt dat als peulvruchten graven de grond op deze locatie de oogst beter zal zijn. In feite, het punt is niet in het proces van ploegen. Deze bodem wordt verder verrijkt met stikstof zo noodzakelijk voor de groei en ontwikkeling van planten.

Als het vel als een fabriek voor de productie van zuurstof wordt verwezen naar de stikstoffixerende bacteriën met recht een fabriek voor de productie van nitraten genoemd.

Terug in de 19e eeuw, hebben wetenschappers aandacht besteed aan de geweldige mogelijkheid van peulvruchten. Door gebrek aan kennis van hun toegeschreven alleen voor planten en in verband met andere organismen. Er is gesuggereerd dat de bladeren stikstof uit de lucht kan repareren. Tijdens de experimenten werd gevonden dat pulsen, die zijn gegroeid in het water, verliest dit vermogen. Meer dan 15 jaar, heeft deze vraag een raadsel gebleven. Niemand vermoedde dat al deze stikstofbindende bacteriën, die zijn het leefgebied is niet onderzocht dragen. Het bleek dat het geval is in een symbiotische organismen. Alleen samen peulvruchten en bacteriën kunnen nitraten voor planten.

Nu hebben wetenschappers meer dan 200 planten, die niet behoren tot geïdentificeerde de peulvruchten familie, maar kan een symbiose met stikstofbindende bacteriën vormen. Aardappel, sorghum, tarwe ook beschikken over waardevolle eigenschappen.