Como são organizados e realizados os processos vitais das bactérias que quimiossintetizam várias substâncias? Para responder a essas perguntas, você precisa entender vários conceitos biológicos.
Características das bactérias
Primeiro, vamos descobrir quem são as bactérias. Este é todo o reino da vida selvagem. São organismos unicelulares de tamanho microscópico que não possuem núcleo. Mas isso não significa que as bactérias geralmente não tenham estruturas responsáveis pela transmissão de informações hereditárias. Ele só tem uma organização mais primitiva. Estas são moléculas de DNA circulares que estão concentradas em uma parte específica do citoplasma chamada nucleóide.
A essência da nutrição autotrófica
As bactérias quimiossintéticas, cujos exemplos serão discutidos em nosso artigo, produzem independentemente substâncias orgânicas. Eles são autótrofos, como as plantas. No entanto, estes últimos usam a energia da luz solar para isso. A presença de plastídios verdes de cloroplastos permite que eles realizem o processo de fotossíntese. Sua essência está na formação de carboidratos glicose a partir desubstâncias inorgânicas - água e dióxido de carbono. Outro produto desta reação química é o oxigênio. As bactérias também são autótrofas. Mas eles não precisam de luz solar para obter energia. Eles realizam um processo diferente - quimiossíntese.
O que é quimiossíntese
Químossíntese é o processo de formação de substâncias orgânicas devido à ocorrência de reações redox. É realizado na natureza apenas por procariontes. As bactérias quimiossintéticas podem usar compostos de enxofre, nitrogênio e ferro para sintetizar substâncias orgânicas. Isso libera energia, que primeiro é acumulada em ligações de ATP, após o que pode ser usada por células bacterianas.
Bactérias quimiossintéticas: habitat
Como a vida dos quimiotróficos não depende da presença de luz solar, sua área de distribuição é bastante ampla. Por exemplo, bactérias sulfurosas podem viver em grandes profundidades, às vezes sendo os únicos representantes de seres vivos lá. O habitat desses procariontes é mais frequentemente solo, águas residuais e substratos ricos em certos compostos químicos.
Bactérias do ferro
As bactérias quimiossintéticas incluem procariontes que alteram a composição dos compostos de ferro. Eles foram descobertos pelo excelente microbiologista russo Sergei Nikolaevich Vinogradsky em 1950. Este tipo de bactéria durante a reação de oxidação altera o estado de oxidação do ferro, tornando-o trivalente. Vivem em águas doces e salgadas. Na natureza, realizam o ciclo do ferro emnatureza, e na indústria são usados para produzir cobre puro. Esse tipo de bactéria também pertence aos litoautotróficos, capazes de sintetizar alguns elementos de suas células a partir do ácido carbônico.
Bactérias sulfurosas
Bactérias, substâncias quimiossintetizantes de compostos de enxofre, podem existir separadamente no fundo de corpos d'água ou formar uma simbiose com moluscos e invertebrados marinhos. Eles usam sulfeto de hidrogênio, sulfetos, ácidos tiônicos ou enxofre molecular como fonte de oxidação. Este tipo de bactéria foi o principal objeto na descoberta e estudo do processo de quimiossíntese. Este grupo de procariontes também inclui alguns procariontes fototróficos. Por exemplo, como bactérias sulfurosas roxas ou verdes.
Bactérias nitrificantes
As bactérias nitrificantes se instalam nas raízes das leguminosas. Os procariontes quimiossintéticos deste grupo oxidam amônia em ácido nítrico. Esta reação é realizada em várias etapas com a formação de substâncias intermediárias. Existem também bactérias fixadoras de nitrogênio no solo. Eles vivem nas raízes de plantas leguminosas. Penetrando nos tecidos do órgão subterrâneo, eles formam espessamentos característicos. Dentro de tais formações, cria-se um ambiente favorável para o fluxo da quimiossíntese. A simbiose das plantas com as bactérias do nódulo é mutuamente benéfica. Os primeiros fornecem aos procariontes matéria orgânica obtida durante a fotossíntese. As bactérias, por outro lado, são capazes de fixar o nitrogênio atmosférico e convertê-lo em uma forma acessível aoplantas.
Por que esse processo é tão importante? De fato, na atmosfera, a concentração de nitrogênio é bastante alta e chega a 78%. Mas nesta forma, as plantas não podem absorver esta substância. As plantas precisam de nitrogênio para o desenvolvimento das raízes. Nessa situação, as bactérias do nódulo vêm em socorro, que o transformam na forma de nitrato e amônio.
bactéria Thion
Thion procariontes também são bactérias quimiossintéticas. Sua fonte de energia são vários compostos de enxofre. Esse tipo de bactéria as reduz a ácido sulfúrico. Esta reação é acompanhada por uma diminuição significativa do pH do meio. As bactérias tiônicas pertencem ao grupo dos acidófilos. Estes incluem organismos que podem sobreviver em condições de alta acidez. Tais condições são típicas de pântanos. Juntamente com as thianaceae, esse grupo é formado por bactérias lácticas e ácido acético, flagelados e rotíferos.
bactérias de hidrogênio
Esses tipos de procariontes são habitantes do solo. Eles oxidam o hidrogênio molecular em água com a liberação de energia. Essas bactérias também estão incluídas no grupo dos termófilos. Isso significa que eles são capazes de sobreviver em altas temperaturas, que podem chegar a 50 graus Celsius. Essa capacidade das bactérias hidrogenadas deve-se ao fato de que secretam enzimas especiais que funcionam mesmo em tais condições.
Papelbactérias quimiossintéticas
Os quimiotróficos desempenham um papel importante nos complexos processos de transformação e circulação dos produtos químicos correspondentes na natureza. Como o sulfeto de hidrogênio e a amônia são substâncias bastante tóxicas, há a necessidade de neutralizá-los. Isso também é realizado por bactérias quimiotróficas. No curso das transformações químicas, são formadas substâncias necessárias para outros organismos, o que torna possível seu crescimento e desenvolvimento normais. Grandes depósitos de minérios de ferro e manganês no fundo dos mares e pântanos surgem devido à atividade de quimiotróficos. Ou seja, bactérias de ferro.
O homem aprendeu a usar as propriedades únicas dos quimiotróficos em suas atividades. Por exemplo, com a ajuda de bactérias sulfurosas, eles limpam as águas residuais do sulfeto de hidrogênio, protegem os tubos de metal e concreto da corrosão e os solos da acidificação.
As bactérias quimiossintéticas são procariontes especiais capazes de realizar reações químicas apropriadas sob condições anaeróbicas. Esses organismos oxidam substâncias. A energia que é liberada neste caso é primeiro armazenada em ligações de ATP e depois usada para realizar processos vitais. As principais são as bactérias fixadoras de ferro, enxofre e nitrogênio. Eles vivem em ambientes de água e solo. Os quimiotróficos são um elo indispensável no ciclo das substâncias, fornecem aos organismos vivos as substâncias necessárias e são amplamente utilizados pelo homem em suas atividades econômicas e industriais.
