Ар кандай заттарды химосинтездеген бактериялардын жашоо процесстери кантип тизилген жана ишке ашат? Бул суроолорго жооп берүү үчүн бир катар биологиялык түшүнүктөрдү түшүнүшүңүз керек.
Бактериялардын мүнөздүү өзгөчөлүктөрү
Биринчи, бактериялар кимдер экенин билип алалы. Бул жапайы жаныбарлардын бүт падышалыгы. Алар ядросу жок микроскопиялык өлчөмдөгү бир клеткалуу организмдер. Бирок бул бактериялардын жалпысынан тукум куучулук маалыматын өткөрүүгө жооптуу структуралары жок дегенди билдирбейт. Бул жөн гана примитивдүү уюмга ээ. Булар нуклеоид деп аталган цитоплазманын белгилүү бир бөлүгүндө топтолгон тегерек ДНК молекулалары.
Автотрофтуу тамактануунун маңызы
Хемосинтетикалык бактериялар, алардын мисалдары биздин макалада каралат, өз алдынча органикалык заттарды чыгарышат. Алар өсүмдүктөр сыяктуу автотрофтор. Бирок, акыркылары бул үчүн күн нурунун энергиясын колдонушат. Хлоропласттардын жашыл пластиддеринин болушу аларга фотосинтез процессин жүргүзүүгө мүмкүндүк берет. Анын маңызы глюкозадан углеводдун пайда болушунда жататорганикалык эмес заттар - суу жана көмүр кычкыл газы. Бул химиялык реакциянын дагы бир продуктусу кычкылтек. Бактериялар да автотроф болуп саналат. Бирок алар энергия алуу үчүн күндүн нуруна муктаж эмес. Алар башка процессти - хемосинтезди жүргүзүшөт.
Хемосинтез деген эмне
Хемосинтез – редокс реакцияларынын пайда болушунан органикалык заттардын пайда болуу процесси. Ал жаратылышта прокариоттор тарабынан гана ишке ашырылат. Хемосинтетикалык бактериялар органикалык заттарды синтездөө үчүн күкүрт, азот жана темир кошулмаларын колдоно алышат. Бул алгач ATP байланыштарында топтолгон энергияны бөлүп чыгарат, андан кийин аны бактериялык клеткалар колдоно алат.
Хемосинтетикалык бактериялар: жашоо чөйрөсү
Хемотрофтордун жашоосу күн нурунун болушуна көз каранды болбогондуктан, алардын таралуу аймагы кыйла кең. Мисалы, күкүрт бактериялары чоң тереңдикте жашай алат, кээде ал жердеги тирүү жандыктардын бирден-бир өкүлү. Бул прокариоттордун жашаган жери көбүнчө топурак, саркынды суулар жана кээ бир химиялык кошулмаларга бай субстраттар.
Темир бактериялары
Хемосинтетикалык бактерияларга темир кошулмаларынын курамын өзгөртүүчү прокариоттор кирет. Аларды 1950-жылы көрүнүктүү орус микробиологу Сергей Николаевич Виноградский ачкан. Бактериялардын бул түрү кычкылдануу реакциясы учурунда темирдин кычкылдануу абалын өзгөртүп, аны үч валенттүү кылат. Алар туздуу жана туздуу сууларда жашашат. Табиятта алар темирдин циклин аткарышатжаратылышта, ал эми өнөр жайда таза жез өндүрүү үчүн колдонулат. Бактериялардын бул түрү да көмүр кычкылынан клеткаларынын кээ бир элементтерин синтездей алган литоавтотрофтарга таандык.
Күкүрт бактериялары
Бактериялар, күкүрт кошулмаларынан хемосинтездөөчү заттар, суу объектилеринин түбүндө өзүнчө болушу мүмкүн же моллюскалар жана деңиз омурткасыздары менен симбиоз түзүшү мүмкүн. Алар кычкылдануунун булагы катары күкүрт суутекти, сульфиддерди, тион кислоталарын же молекулярдык күкүрттү колдонушат. Хемосинтез процессин ачууда жана изилдөөдө бактериялардын бул түрү негизги объект болгон. Прокариоттордун бул тобуна кээ бир фототрофтуу прокариоттор да кирет. Мисалы, кызгылт көк же жашыл күкүрт бактериялары.
Нитификациялоочу бактериялар
Нитификациялоочу бактериялар буурчак өсүмдүктөрүнүн тамырына жайгашат. Бул топтун хемосинтетикалык прокариоттору аммиакты азот кислотасына чейин кычкылдандырат. Бул реакция аралык заттардын пайда болушу менен бир нече этапта жүрөт. Топуракта азотту бекитүүчү бактериялар да бар. Алар буурчак өсүмдүктөрүнүн тамырында жашашат. Жер астындагы органдын ткандарына кирип, алар мүнөздүү коюуларды түзөт. Мындай түзүлүштөрдүн ичинде хемосинтездин агымы үчүн жагымдуу чөйрө түзүлөт. Өсүмдүктөрдүн түйүндүү бактериялар менен симбиозу эки тарапка тең пайдалуу. Биринчиси прокариотторду фотосинтез учурунда алынган органикалык заттар менен камсыз кылат. Бактериялар болсо атмосферадагы азотту бекитип, аны кол жеткидей формага айландыра алышат.өсүмдүктөр.
Бул процесс эмне үчүн мынчалык маанилүү? Чынында эле, атмосферада азоттун концентрациясы кыйла жогору жана 78% түзөт. Бирок бул формада өсүмдүктөр бул затты сиңире албайт. Өсүмдүктөр тамыр өнүктүрүү үчүн азот керек. Мындай кырдаалда түйүндүү бактериялар жардамга келип, аны нитрат жана аммоний түрүнө айландырышат.
Тион бактериялары
Тион прокариоттору да хемосинтетикалык бактериялар. Алардын энергия булагы ар кандай күкүрт кошулмалар болуп саналат. Бактериялардын бул түрү аларды күкүрт кислотасына чейин азайтат. Бул реакция чөйрөнүн рНнын олуттуу төмөндөшү менен коштолот. Тиондук бактериялар ацидофильдер тобуна кирет. Аларга жогорку кычкылдуулуктун шарттарында жашай ала турган организмдер кирет. Мындай шарттар саздарга мүнөздүү. Тианацеялар менен бирге бул топ сүт жана уксус кислотасынын бактерияларынан, флагеллаттардан жана ротиферлерден турат.
Суутек бактериялары
Прокариоттордун бул түрлөрү топурактын жашоочулары. Алар молекулярдык суутекти сууга кычкылдандырып, энергия бөлүп чыгарышат. Мындай бактериялар да термофилдер тобуна кирет. Бул алар Цельсий боюнча 50 градуска чейин жеткен жогорку температурада жашай алат дегенди билдирет. Суутек бактерияларынын мындай жөндөмү алардын ушундай шарттарда да иштеген өзгөчө ферменттерди бөлүп чыгаруусуна байланыштуу.
Ролхимосинтетикалык бактериялар
Хемотрофтар жаратылыштагы тиешелүү химиялык заттардын айлануу жана айлануу татаал процесстеринде чоң роль ойнойт. Күкүрттүү суутек жана аммиак өтө уулуу заттар болгондуктан, аларды нейтралдаштыруу зарыл. Бул химиялык бактериялар тарабынан да ишке ашырылат. Химиялык кайра жаралуулардын жүрүшүндө башка организмдер үчүн зарыл заттар пайда болуп, алардын нормалдуу өсүшүнө жана өнүгүшүнө шарт түзөт. Деңиздердин жана саздардын түбүндө темир жана марганец рудаларынын ири кендери хемотрофтордун активдүүлүгүнөн пайда болот. Тактап айтканда, темир бактериялары.
Адам химотрофтордун уникалдуу касиеттерин өз ишмердүүлүгүндө колдонууну үйрөндү. Мисалы, күкүрт бактерияларынын жардамы менен саркынды сууларды күкүрттүү суутектен тазалайт, металл жана бетон түтүктөрүн коррозиядан, топурактарды кычкылдануудан коргойт.
Демек, хемосинтетикалык бактериялар анаэробдук шарттарда тиешелүү химиялык реакцияларды жүргүзүүгө жөндөмдүү өзгөчө прокариоттор. Бул организмдер заттарды кычкылдандырат. Бул учурда бөлүнүп чыккан энергия алгач ATP байланыштарында сакталат, андан кийин жашоо процесстерин жүргүзүү үчүн колдонулат. Негизгилери темир, күкүрт жана азотту бекитүүчү бактериялар. Алар сууда да, топуракта да жашашат. Хемотрофтар заттардын айлануусунун ажырагыс звеносу болуп саналат, тирүү организмдерди керектүү заттар менен камсыз кылат жана адамдар өздөрүнүн чарбалык жана өнөр жай иштеринде кеңири колдонулат.
