Особенности жизнедеятельности серобактерий, окисляющих неорганические соединения

В группу серобактерий включаются самые разнообразные типы прокариотов. Прокариоты — одноклеточные организмы, не обладающие четко оформленного ядра, не имеющие его оболочки. Серобактерии для своей жизнедеятельности окисляют соединения сероводорода до элементарной серы, а также сульфиды, тиосульфаты, молекулярную серу.

Thiospirillum и Thiophysa

Эти микроорганизмы относятся к автотрофам (продуцентам), синтезирующим из неорганических веществ органические:

  • Purple bacteria (пурпурные),
  • Chlorobiaceae (зеленые серобактерии),
  • синезеленые водоросли (Cyanobacteria),
  • бесцветные серобактерии.

Первичные продуценты – главное звено в мировой цепочке питания. Организмы, обитающие без кислорода и света под водой, химическим способом синтезируют органические соединения, которые служат пищей для гетеротрофов – консументов (не умеющих осуществлять питание по способу продуцентов). К гетеротрофам относят паразитов, хищных и травоядных животных, растения.

Существуют симбиозы микробов с моллюсками, трубчатыми червями, морскими ежами, живущих в воздушной зоне ила (минеральной и органической смеси на дне водоемов).

Но не все автотрофы являются продуцентами. Некоторые из них сами производят органические вещества и сами же их поглощают. Такие организмы считаются редуцентами (превращают отмершие останки на дне водоемов в неорганические вещества) и продуцентами одновременно. Автотрофы разделяются на фотосинтезирующие и образующие энергию способом хемосинтеза.

Микроорганизмы, питающиеся при помощи фотосинтеза

Серобактерий относят к фотосинтезирующим организмам, которые используют солнечный свет в качестве источника энергии. Этот способ называется фотосинтезом. Фотосинтезирующими являются некоторые многоклеточные водоросли, археи, обитающие в водоемах.

Схема фотосинтеза

Пурпурные серобактерии относятся к фотосинтезирующему типу. Их насчитывается более чем 50 видов. Они грамположительные, существуют способные к движению при помощи жгутиков типы и недвижимые. Размножаются путем деления. Обитают в бескислородной среде у поверхности пресной и соленой воды. Используют в качестве источника углерода молекулярную серу, которая имеет свойство накапливаться в периплазматическом пространстве (полость, состоящая из дополнительной мембраны в клеточной стенке микроорганизма).

Синезеленые водоросли, или цианобактерии, также фотосинтезирующие, грамотрицательные, способны выделять кислород. Они являются потомками наиболее древних микробов на земле. Зарождение стоматолитов – продуктов их жизнедеятельности, найденных в наши дни, – датируется 2,5-3,5 млрд. лет назад.

Зеленые серобактерии не окрашиваются по Граму, имеют палочковидные или в форме яйца клетки, могут накапливать гликоген (запасы углеводов), в основном неподвижны. Зеленые серобактерии имеют полость, наполненную газом, позволяющую им погружаться на разную глубину (газовые вакуоли).

Источником углерода является углекислота. Зеленые серобактерии практически не образуют колоний, растут под пурпурными колониями. Они были обнаружены в водах гидротермальных источников на глубине более 2000 метров в Мексике. Существует две группы: способные существовать на большой глубине без света и требующие освещения зеленые серобактерии.

Хемосинтез

Микроорганизмы, получающие энергию в результате переработки неорганических соединений (хемосинтез), называются хемотрофами. К данному типу относятся окисляющие аммиак нитрификаторы (Nitrobacteraceae), перерабатывающие сероводород серо- и окисляющие железо железобактерии (Geobacter).

Виды бактерий-хемотрофов

Хемосинтез впервые был открыт С.Н. Виноградским в процессе изучения нитчатых серобактерий. Ученым также были открыты железобактерии, отличные от серобактерий тем, что используют способ окисления двухвалентного железа до трехвалентного. Вследствие этого на дне рек, морей, болот образовались марганцевые и железные руды.

Бесцветные серобактерии, также осуществляющие хемосинтез, подразделяются на два типа:

  • одноклеточные – в основном неподвижные (род Macromonas и Achomatium);
  • нитчатые серобактерии (Thiothrix), способные к скольжению.

Оба вида умеют откладывать серу.

Бесцветные серобактерии обитают в морях, океанах, озерах. До конца не изучена их роль в природе, потому что так и не удалось выделить чистую культуру. Исследования, проводимые на основе изучения природного материала, показали, что они играют немалую роль в окислении серных соединений на границе воздушной и безвоздушной среды водоемов.

Круговорот серы в природе

Схема круговорота серы в природе

Серобактерии являются важными участниками процесса очистки водоемов от неорганических загрязнений. Бактерии, содержащиеся в иле, применяются для очистки от сероводорода сточных вод, тем самым препятствуя его утечке в окружающую среду.

Они обеспечивают не только круговорот серы в природе. Щелочная сера, производимая этими микроорганизмами, способна стать причиной коррозии канализационных труб, порчи бетонных сооружений, зданий, шахтных и других горнодобывающих конструкций.

Похожие статьи:
Загрузка...

__________________________

Остались вопросы? Задайте их в комментариях к статье, мы обязательно ответим