Բակտերիան բոլորին ծանոթ հասկացություն է: Պանրի և մածունի ստացում, հակաբիոտիկներ, կոյուղաջրերի մաքրում. այս ամենը հնարավոր է դառնում միաբջիջ բակտերիալ օրգանիզմների շնորհիվ: Եկեք ավելի լավ ճանաչենք նրանց։
Ովքե՞ր են բակտերիաները:
Վայրի բնության այս թագավորության ներկայացուցիչները պրոկարիոտների միակ խումբն են՝ օրգանիզմներ, որոնց բջիջները չունեն միջուկ: Բայց դա չի նշանակում, որ դրանք ընդհանրապես ժառանգական տեղեկատվություն չեն պարունակում։ ԴՆԹ-ի մոլեկուլները ազատ են բջջի ցիտոպլազմայում և շրջապատված չեն թաղանթով:
Քանի որ դրանց չափերը մանրադիտակային են՝ մինչև 20 միկրոն, բակտերիաները ուսումնասիրվում են մանրէաբանության գիտության կողմից։ Գիտնականները պարզել են, որ պրոկարիոտները կարող են լինել միաբջիջ կամ միավորվել գաղութներում։ Նրանք ունեն բավականին պարզունակ կառուցվածք։ Բացի միջուկից, բակտերիաներին բացակայում են բոլոր տեսակի պլաստիդները՝ Գոլջիի համալիրը, EPS-ը, լիզոսոմները և միտոքոնդրիումները։ Բայց չնայած դրան, բակտերիաների բջիջն ի վիճակի է իրականացնել կյանքի ամենակարևոր գործընթացները՝ անաէրոբ շնչառություն՝ առանց թթվածնի օգտագործման, հետերոտրոֆ և աուտոտրոֆիկ սնուցում, անսեռ վերարտադրություն և կիստաների ձևավորում անբարենպաստ պայմանների ժամանակ:պայմաններ։
Բակտերիաների դասեր
Դասակարգումը հիմնված է տարբեր հատկանիշների վրա: Դրանցից մեկը բջիջների ձեւն է։ Այսպիսով, վիբրիոները ստորակետի ձև ունեն, կոկիները՝ կլորացված։ Պարույրներն ունեն պարուրաձև, իսկ բացիլները՝ ձողաձև։
Բացի այդ, բակտերիաները միավորվում են խմբերի` կախված բջջի կառուցվածքային առանձնահատկություններից: Իրականները կարողանում են ցեխոտ պարկուճ կազմել սեփական բջիջի շուրջ և հագեցված են դրոշակներով։
Ցիանոբակտերիաները կամ կապույտ-կանաչ ջրիմուռները ունակ են ֆոտոսինթեզ և, սնկերի հետ միասին, քարաքոսերի մի մասն են։
Բակտերիաների շատ տեսակներ ունակ են սիմբիոզի՝ օրգանիզմների փոխշահավետ համատեղ ապրելու: Ազոտի ամրագրիչները նստում են հատիկաընդեղենի և այլ բույսերի արմատներին՝ առաջացնելով հանգույցներ։ Հեշտ է կռահել, թե ինչ ֆունկցիա են կատարում հանգուցային բակտերիաները։ Նրանք փոխակերպում են մթնոլորտի ազոտը, որն այնքան անհրաժեշտ է բույսերի զարգացման համար։
սնվելու մեթոդներ
Պրոկարիոտները օրգանիզմների խումբ են, որոնք հասանելի են բոլոր տեսակի սննդին: Այսպիսով, կանաչ և մանուշակագույն բակտերիաները սնվում են ավտոտրոֆ՝ արևի էներգիայի շնորհիվ։ Պլաստիդների առկայության պատճառով դրանք կարելի է ներկել տարբեր գույներով, սակայն դրանք պարտադիր պարունակում են քլորոֆիլ։ Բակտերիաների և բույսերի ֆոտոսինթեզը սկզբունքորեն տարբերվում են: Բակտերիաների մեջ ջուրը էական ռեակտիվ չէ: Էլեկտրոնների դոնորը կարող է լինել ջրածինը կամ ջրածնի սուլֆիդը, ուստի թթվածինը չի արտազատվում այս գործընթացի ընթացքում:
Բակտերիաների մեծ խումբը սնվում է հետերոտրոֆ եղանակով, այսինքն՝ պատրաստի օրգանական նյութերով։ Նման օրգանիզմներն օգտագործում են մեռած օրգանիզմների մնացորդները սննդի համար ևնրանց կյանքի արտադրանքը: Քայքայման և խմորման բակտերիաները ունակ են քայքայելու բոլոր հայտնի օրգանական նյութերը: Նման օրգանիզմները կոչվում են նաև սապրոտրոֆներ։
Որոշ բույսերի բակտերիաներ կարող են սիմբիոզ ձևավորել այլ օրգանիզմների հետ. սնկերի հետ միասին դրանք քարաքոսերի մասն են, ազոտը ֆիքսող հանգույց բակտերիաները փոխշահավետ գոյակցում են հատիկաընդեղենի արմատների հետ:
Քիմոտրոֆներ
Քիմոտրոֆները սննդամթերքի մեկ այլ խումբ են: Սա ավտոտրոֆ սնուցման տեսակ է, որի ժամանակ արևային էներգիայի փոխարեն օգտագործվում է տարբեր նյութերի քիմիական կապերի էներգիան։ Ազոտ ամրագրող բակտերիաները այդպիսի օրգանիզմներից են։ Նրանք օքսիդացնում են որոշ անօրգանական միացություններ՝ միաժամանակ ապահովելով իրենց անհրաժեշտ քանակությամբ էներգիա։
Ազոտ ամրագրող բակտերիաներ. բնակավայր
Միկրոօրգանիզմները, որոնք ունակ են փոխակերպել ազոտային միացությունները, նույնպես սնվում են նույն ձևով: Դրանք կոչվում են ազոտի ամրագրող բակտերիաներ։ Չնայած այն հանգամանքին, որ բակտերիաները ամենուր են ապրում, այս կոնկրետ տեսակի ապրելավայրը հողն է, ավելի ճիշտ՝ հատիկավոր բույսերի արմատները։
շենք
Ո՞րն է հանգուցային բակտերիաների գործառույթը: Դա պայմանավորված է նրանց կառուցվածքով։ Ազոտ ամրագրող բակտերիաները հստակ տեսանելի են անզեն աչքով: Տեղավորվելով լոբազգիների և հացահատիկային բույսերի արմատներին՝ դրանք թափանցում են բույս։ Այս դեպքում առաջանում են խտացումներ, որոնց ներսում տեղի է ունենում նյութափոխանակություն։
Պետք է ասել, որ ազոտ ամրագրող բակտերիաները պատկանում են մուտուալիստների խմբին։ Նրանց համակեցությունը այլ օրգանիզմների հետ փոխշահավետ է։ ATՖոտոսինթեզի ընթացքում բույսը սինթեզում է ածխաջրածին գլյուկոզա, որն անհրաժեշտ է կյանքի գործընթացների համար։ Բակտերիաները նման գործընթացի ընդունակ չեն, ուստի պատրաստի շաքարներ են ստանում հատիկաընդեղենից։
Ապրելու համար բույսերը ազոտի կարիք ունեն: Բնության մեջ այս նյութը բավականին շատ է։ Օրինակ՝ օդում ազոտի պարունակությունը կազմում է 78%։ Սակայն այս վիճակում բույսերը չեն կարողանում կլանել այս նյութը։ Ազոտ ամրագրող բակտերիաները կլանում են մթնոլորտի ազոտը և այն վերածում բույսերի համար հարմար ձևի։
Կատարում
Ո՞րն է ազոտը ֆիքսող բակտերիաների գործառույթը, կարելի է տեսնել քիմոտրոֆիկ azospirillum մանրէի օրինակով: Այս օրգանիզմն ապրում է հացահատիկի՝ գարու կամ ցորենի արմատների վրա։ Այն իրավամբ կոչվում է առաջատար ազոտ արտադրողների շրջանում։ Հեկտար հողի վրա նա կարողանում է տալ այս տարրից մինչև 60 կգ։
Լոբազգիների ազոտ ամրագրող բակտերիաները, ինչպիսիք են ռիզոբիտումը, սինորհիզոբիումը և այլն, նույնպես լավ «աշխատողներ» են։ Նրանք կարողանում են մեկ հեկտար հողատարածք հարստացնել մինչեւ 390 կգ կշռող ազոտով։ Բազմամյա հատիկավոր բույսերը բնակվում են ազոտի ձևավորման հաղթողների համար, որոնց արտադրողականությունը հասնում է մինչև 560 կգ մեկ հեկտարի վարելահողերի համար:
Կյանքի գործընթացներ
Բոլոր ազոտը ամրագրող բակտերիաները՝ ըստ կյանքի գործընթացների բնութագրերի, կարելի է միավորել երկու խմբի։ Առաջին խումբը նիտրացնող է: Նյութափոխանակության էությունը այս դեպքում քիմիական փոխակերպումների շղթան է։ Ամոնիումը կամ ամոնիակը վերածվում է նիտրիտների՝ ազոտական թթվի աղերի։ Նիտրիտներն իրենց հերթին վերածվում են նիտրատների,են նաև այս միացության աղերը։ Նիտրատների տեսքով ազոտն ավելի լավ է կլանում բույսերի արմատային համակարգը։
Երկրորդ խումբը կոչվում է դեիտրիֆիկատորներ: Նրանք իրականացնում են հակառակ գործընթացը՝ հողում պարունակվող նիտրատները վերածվում են գազային ազոտի։ Ահա թե ինչպես է տեղի ունենում ազոտի ցիկլը բնության մեջ:
Կյանքի գործընթացները ներառում են նաև վերարտադրության գործընթացը։ Այն առաջանում է բջիջների երկու մասի բաժանմամբ։ Շատ ավելի քիչ հաճախ՝ բողբոջելով: Բակտերիաների և սեռական պրոցեսի համար հատկանշական է, որը կոչվում է կոնյուգացիա։ Այս դեպքում տեղի է ունենում գենետիկական տեղեկատվության փոխանակում։
Քանի որ արմատային համակարգը արձակում է շատ արժեքավոր նյութեր, դրա վրա շատ բակտերիաներ են նստում: Նրանք բույսերի մնացորդները վերածում են նյութերի, որոնք բույսերը կարող են կլանել: Արդյունքում շուրջ հողի շերտը որոշակի հատկություններ է ձեռք բերում։ Այն կոչվում է ռիզոսֆերա։
Բակտերիաների արմատ մտնելու ուղիներ
Գոյություն ունեն բակտերիաների բջիջները արմատային համակարգի հյուսվածքներ ներմուծելու մի քանի եղանակներ: Դա կարող է առաջանալ ծածկույթի հյուսվածքների վնասման պատճառով կամ այն վայրերում, որտեղ արմատային բջիջները երիտասարդ են: Արմատային մազերի գոտին նաև քիմիտրոֆների բույս մտնելու ուղի է: Այնուհետև, արմատային մազերը վարակվում են և բակտերիալ բջիջների ակտիվ բաժանման արդյունքում առաջանում են հանգույցներ։ Ներխուժող բջիջները ձևավորում են վարակիչ թելեր, որոնք շարունակում են բույսերի հյուսվածքներ ներթափանցելու գործընթացը։ Հաղորդող համակարգի օգնությամբ բակտերիալ հանգույցները միացվում են արմատին։ Ժամանակի ընթացքում նրանց մեջ հայտնվում է հատուկ նյութ.լեգոգլոբին.
Օպտիմալ ակտիվության դրսևորման ժամանակ հանգույցները ձեռք են բերում վարդագույն գույն (լեգոգլոբինի պիգմենտի շնորհիվ): Միայն այն բակտերիաները, որոնք պարունակում են լեգոգլոբին, կարող են ֆիքսել ազոտը:
Քիմիոտրոֆների կարևորությունը
Մարդիկ վաղուց են նկատել, որ եթե հատիկավոր բույսերը հողով փորես, այս վայրում բերքն ավելի լավ կլինի։ Փաստորեն, էությունը հերկելու գործընթացում չէ։ Նման հողն ավելի հարստացված է ազոտով, որն այնքան անհրաժեշտ է բույսերի աճի և զարգացման համար։
Եթե տերեւը կոչվում է թթվածնի գործարան, ապա ազոտը ամրագրող բակտերիաները իրավամբ կարելի է անվանել նիտրատների գործարան:
Նույնիսկ 19-րդ դարում գիտնականները ուշադրություն հրավիրեցին հատիկավոր բույսերի զարմանալի ունակությունների վրա։ Գիտելիքի պակասի պատճառով դրանք վերագրվել են միայն բույսերին և չեն կապվել այլ օրգանիզմների հետ։ Ենթադրվում է, որ տերևները կարող են ամրացնել մթնոլորտային ազոտը: Փորձերի ընթացքում պարզվել է, որ ջրի մեջ աճած հատիկավոր հատիկները կորցնում են այդ ունակությունը։ Ավելի քան 15 տարի այս հարցը մնում է առեղծված։ Ոչ ոք չէր կռահել, որ այս ամենն իրականացրել են ազոտը ամրագրող բակտերիաները, որոնց ապրելավայրը չի ուսումնասիրվել։ Պարզվեց, որ բանը օրգանիզմների սիմբիոզում է։ Միայն լոբազգիներն ու բակտերիաները միասին կարող են բույսերի համար նիտրատներ արտադրել։
Այժմ գիտնականները հայտնաբերել են ավելի քան 200 բույսեր, որոնք չեն պատկանում հատիկաընդեղենի ընտանիքին, բայց կարող են սիմբիոզ ձևավորել ազոտը ամրագրող բակտերիաների հետ: Կարտոֆիլը, սորգոն, ցորենը նույնպես արժեքավոր հատկություններ ունեն։
