Si organizohen dhe kryhen proceset jetësore të baktereve që kimiosintetizojnë substanca të ndryshme? Për t'iu përgjigjur këtyre pyetjeve, ju duhet të kuptoni një sërë konceptesh biologjike.
Veçoritë karakteristike të baktereve
Së pari, le të zbulojmë se cilët janë bakteret. Kjo është e gjithë mbretëria e kafshëve të egra. Janë organizma njëqelizorë me përmasa mikroskopike të cilëve u mungon bërthama. Por kjo nuk do të thotë që bakteret në përgjithësi nuk kanë struktura përgjegjëse për transmetimin e informacionit trashëgues. Thjesht ka një organizim më primitiv. Këto janë molekula rrethore të ADN-së që janë të përqendruara në një pjesë specifike të citoplazmës të quajtur nukleoid.
Esenca e të ushqyerit autotrofik
Bakteret kimiosintetike, shembujt e të cilave do të diskutohen në artikullin tonë, prodhojnë në mënyrë të pavarur substanca organike. Ata janë autotrofë, si bimët. Megjithatë, këta të fundit përdorin energjinë e dritës së diellit për këtë. Prania e plastideve jeshile të kloroplasteve u lejon atyre të kryejnë procesin e fotosintezës. Thelbi i saj qëndron në formimin e karbohidrateve të glukozës ngasubstanca inorganike - uji dhe dioksidi i karbonit. Një produkt tjetër i këtij reaksioni kimik është oksigjeni. Bakteret janë gjithashtu autotrofe. Por ata nuk kanë nevojë për rrezet e diellit për të marrë energji. Ata kryejnë një proces tjetër - kemosintezën.
Çfarë është kemosinteza
Kemiosinteza është procesi i formimit të substancave organike për shkak të shfaqjes së reaksioneve redoks. Ajo kryhet në natyrë vetëm nga prokariotët. Bakteret kemosintetike mund të përdorin squfurin, azotin dhe komponimet e hekurit për të sintetizuar substanca organike. Kjo çliron energji, e cila së pari grumbullohet në lidhjet ATP, pas së cilës mund të përdoret nga qelizat bakteriale.
Bakteret kimiosintetike: habitati
Meqenëse jeta e kemotrofëve nuk varet nga prania e dritës së diellit, zona e shpërndarjes së tyre është mjaft e gjerë. Për shembull, bakteret e squfurit mund të jetojnë në thellësi të mëdha, ndonjëherë duke qenë përfaqësuesit e vetëm të qenieve të gjalla atje. Habitati i këtyre prokariotëve është më së shpeshti dheu, ujërat e zeza dhe nënshtresat e pasura me përbërje të caktuara kimike.
Bakteret e hekurit
Bakteret kemosintetike përfshijnë prokariote që ndryshojnë përbërjen e përbërjeve të hekurit. Ato u zbuluan nga mikrobiologu i shquar rus Sergei Nikolaevich Vinogradsky në vitin 1950. Ky lloj bakteri gjatë reaksionit të oksidimit ndryshon gjendjen e oksidimit të hekurit, duke e bërë atë trevalent. Ata jetojnë në ujëra të ëmbla dhe të kripura. Në natyrë, ata kryejnë ciklin e hekurit nënatyra, dhe në industri përdoren për të prodhuar bakër të pastër. Ky lloj bakteri gjithashtu i përket litoautotrofëve, të aftë të sintetizojnë disa elementë të qelizave të tyre nga acidi karbonik.
Bakteret e squfurit
Bakteret, substancat kemosintetizuese nga komponimet e squfurit, mund të ekzistojnë veçmas në fund të trupave ujorë ose të formojnë një simbiozë me molusqet dhe jovertebrorët detarë. Ata përdorin sulfur hidrogjeni, sulfide, acide tionike ose squfur molekular si burim oksidimi. Ky lloj bakteri ishte objekti kryesor në zbulimin dhe studimin e procesit të kemosintezës. Ky grup prokariotësh përfshin edhe disa prokariote fototrofike. Për shembull, të tilla si bakteret e squfurit vjollcë ose jeshile.
Bakteret nitrifikuese
Bakteret nitrifikuese vendosen në rrënjët e bimëve bishtajore. Prokariotët kemosintetikë të këtij grupi oksidojnë amoniakun në acid nitrik. Ky reagim kryhet në disa faza me formimin e substancave të ndërmjetme. Në tokë ka edhe baktere që fiksojnë azotin. Ata jetojnë në rrënjët e bimëve bishtajore. Duke depërtuar në indet e organit nëntokësor, ato formojnë trashje karakteristike. Brenda formacioneve të tilla krijohet një mjedis i favorshëm për rrjedhën e kemosintezës. Simbioza e bimëve me bakteret nyje është reciprokisht e dobishme. Të parët u ofrojnë prokariotëve lëndë organike të marra gjatë fotosintezës. Bakteret, nga ana tjetër, janë në gjendje të rregullojnë azotin atmosferik dhe ta shndërrojnë atë në një formë të aksesueshme përbimë.
Pse është kaq i rëndësishëm ky proces? Në të vërtetë, në atmosferë, përqendrimi i azotit është mjaft i lartë dhe arrin në 78%. Por në këtë formë, bimët nuk mund ta thithin këtë substancë. Bimët kanë nevojë për azot për zhvillimin e rrënjëve. Në këtë situatë, në ndihmë vijnë bakteret nyje, të cilat e kthejnë atë në një formë nitrat dhe amonium.
Bakteret Thion
Tion prokariotët janë gjithashtu baktere kimiosintetike. Burimi i tyre i energjisë janë komponime të ndryshme squfuri. Ky lloj bakteri i redukton ato në acid sulfurik. Ky reagim shoqërohet me një ulje të ndjeshme të pH të mediumit. Bakteret tionike i përkasin grupit të acidofileve. Këto përfshijnë organizma që mund të mbijetojnë në kushte të aciditetit të lartë. Kushtet e tilla janë tipike për kënetat. Së bashku me thianaceae, ky grup përbëhet nga baktere të acidit laktik dhe acetik, flagjelate dhe rotiferë.
Bakteret e hidrogjenit
Këto lloje prokariotësh janë banorë të tokës. Ata oksidojnë hidrogjenin molekular në ujë me çlirimin e energjisë. Në grupin e termofilëve përfshihen edhe baktere të tilla. Kjo do të thotë se ata janë në gjendje të mbijetojnë në temperatura të larta, të cilat mund të arrijnë 50 gradë Celsius. Kjo aftësi e baktereve të hidrogjenit është për faktin se ato sekretojnë enzima të veçanta që funksionojnë edhe në kushte të tilla.
Rolibakteret kimiosintetike
Kimiotrofet luajnë një rol të madh në proceset komplekse të transformimit dhe qarkullimit të kimikateve përkatëse në natyrë. Meqenëse sulfuri i hidrogjenit dhe amoniaku janë substanca mjaft toksike, ekziston nevoja për t'i neutralizuar ato. Kjo kryhet edhe nga bakteret kimiotrofike. Gjatë transformimeve kimike, formohen substanca të nevojshme për organizmat e tjerë, gjë që bën të mundur rritjen dhe zhvillimin normal të tyre. Depozita të mëdha të xeheve të hekurit dhe manganit në fund të deteve dhe kënetave lindin për shkak të aktivitetit të kemotrofeve. Përkatësisht, bakteret e hekurit.
Njeriu ka mësuar të përdorë vetitë unike të kemotrofeve në aktivitetet e tyre. Për shembull, me ndihmën e baktereve të squfurit pastrojnë ujërat e zeza nga sulfuri i hidrogjenit, mbrojnë tubat metalike dhe betoni nga korrozioni dhe dherat nga acidifikimi.
Pra, bakteret kemosintetike janë prokariote speciale të afta të kryejnë reaksione kimike të përshtatshme në kushte anaerobe. Këta organizma oksidojnë substancat. Energjia që lirohet në këtë rast ruhet fillimisht në lidhjet ATP, dhe më pas përdoret për të kryer proceset jetësore. Ato kryesore janë bakteret që fiksojnë hekurin, squfurin dhe azotin. Ata jetojnë si në mjedise ujore ashtu edhe në tokë. Kimiotrofet janë një lidhje e domosdoshme në ciklin e substancave, u sigurojnë organizmave të gjallë substancat e nevojshme dhe përdoren gjerësisht nga njerëzit në aktivitetet e tyre ekonomike dhe industriale.
