Харчування та зростання бактерій
У цій статті ми поговоримо про харчування та ріст бактерій.
Харчування в бактеріях:
Бактерії позбавлені хлорофілу, і вони виконують гетеротрофний режим харчування.
Однак існує невелика група бактерій, які є автотрофними:
1. Автотрофні бактерії:
Вони можуть синтезувати вуглеводну їжу із СО2, як та рослини, що містять хлорофіл. Вони бувають двох типів: фотосинтетичні бактерії або фотосинтетичні автотрофи та хемосинтетичні бактерії або нефотосинтетичні автотрофи.
(а) Фотосинтетичні автотрофи:
Вони можуть утворювати вуглевод у присутності сонячного світла, забираючи вуглець із вуглекислого газу. Вони ростуть на світлі і зазвичай зустрічаються в сірчаних джерелах, де сірководень зазвичай доступний як донор електронів.
Вони бувають таких типів:
(i) Зелений сірчані бактерії:
Вони є суворо анаеробними фотоавтотрофами. Їх фотосинтетичний пігмент, хлорофій хлорофіл, знаходиться в інвагінації плазматичної мембрани у напрямку до цитоплазми. Ці бактерії використовують як донор водню сірководень (H2S) або інші відновлені неорганічні сполуки сірки. Світло розщеплює H2S і утворює водень, який у поєднанні з CO2 утворює CH2O. Сірка виводиться і відкладається поза клітиною, наприклад, хлорбій, пелодиктион та ін.
Загальна реакція:
(ii) Фіолетові сірчані бактерії:
Вони є анаеробами, а фотосинтетичний пігмент бактеріохлорофілі знаходиться в інвагінації плазматичної мембрани. H2S окислюється анаеробно через елементарну сірку до сульфату. Сірка побічного продукту зберігається в клітині у вигляді глобул, за винятком Ectothiorhodospira, де сульпнур виводиться, як зелені сірчані бактерії, наприклад, Thiocystis, Thiocapsa, Thiospirillum, Rhodospirillum тощо.
Загальна реакція:
На додаток до вищезазначеного, деякі сірчані бактерії можуть використовувати інші сполуки сірки, такі як сульфіт, тіосульфат тощо, замість H2S.
(iii) Інші дві групи фотосинтетичних автотрофів, такі як пурпурні та коричневі бактерії, що не містять сірку, вирощують у стоячій воді та грязі. Вони мають бактеріохлорофілі як фотосинтетичний пігмент. Вони використовують органічну кислоту, таку як яблучна кислота, пропіонова кислота тощо як донор водню, а світло як джерело енергії.
Загальні реакції:
наприклад, Rhodospirillum, Rhodomicrobium, Rhodopseudomonas тощо.
(b) Хемосинтетичні автотрофи:
У природі хемосинтетичних бактерій більше, ніж у фотосинтезуючих бактерій. Вони не є фотосинтезуючими, і для синтезу їжі вони отримують енергію шляхом окислення певних неорганічних речовин, таких як нітрати, нітрити, сполуки заліза, сірководень та багато інших металевих або неметалевих речовин.
Бактерії поглинають неорганічні молекули у своєму тілі, де енергія виділяється шляхом руйнування хімічних зв’язків молекул. Ця енергія використовується для об’єднання СО2 і води в молекули їжі. Цей процес називається хемосинтезом. Це екзотермічна реакція. Ця група бактерій не залежить від світла та органічних речовин.
Залежно від специфіки субстрату, вони бувають таких типів:
(i) Сірчані бактерії:
Ці бактерії окислюють сполуки сірки, таким чином енергія виділяється і використовується для синтезу їжі.
Сірка залишається у вигляді гранульованого залишку в бактеріальній цитоплазмі, наприклад, Beggiatoa:
(ii) Залізні бактерії:
Ці бактерії окислюють сполуки заліза у форму заліза і виділяють енергію. Енергія використовується для синтезу органічних сполук, наприклад, Gallionella, Leptothrix тощо.
Залізо заліза, яке осідає як нерозчинний гідроксид заліза, згадується нижче:
(iii) Нітрифікуючі бактерії:
Ця група бактерій сприяє збільшенню джерела азоту в природі. Вони окислюють аміак до нітрату у два етапи: аміак до азотної кислоти та азотистої кислоти до азотної кислоти, в якій кислоти реагують з іонами металів, утворюючи відповідні солі, тобто нітрит та нітрат. Етапи специфічні для бактерій.
Перший етап включає окислення аміаку до азотної кислоти за допомогою нітрозуючих бактерій, таких як Нітросомонада, Нітрокок та Нітроспіра, і називається нітросифікацією. Процес каталізується ферментом - аміакомдегідрогеназою. Другий етап включає окислення азотної кислоти до азотної кислоти за допомогою Nitrobacter, Nitrococcus і Nitrospira називається нітрифікацією. Реакцію здійснює фермент азотистої кислоти дегідрогенази.