แบคทีเรียเป็นแนวคิดที่ทุกคนคุ้นเคย การได้ชีสและโยเกิร์ต ยาปฏิชีวนะ การบำบัดน้ำเสีย - ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นได้ด้วยแบคทีเรียเซลล์เดียว มาทำความรู้จักกับพวกเขากันดีกว่า
แบคทีเรียคือใคร
ตัวแทนของอาณาจักรสัตว์ป่านี้เป็นกลุ่มโปรคาริโอตกลุ่มเดียว - สิ่งมีชีวิตที่เซลล์ขาดนิวเคลียส แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีข้อมูลทางพันธุกรรมเลย โมเลกุลของ DNA นั้นอิสระในไซโตพลาสซึมของเซลล์และไม่ถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรน
เนื่องจากขนาดของพวกมันมีขนาดเล็กมาก ถึง 20 ไมครอน วิทยาศาสตร์ของจุลชีววิทยาจึงศึกษาแบคทีเรีย นักวิทยาศาสตร์พบว่าโปรคาริโอตสามารถเป็นเซลล์เดียวหรือรวมกันเป็นอาณานิคมได้ พวกเขามีโครงสร้างที่ค่อนข้างดั้งเดิม นอกจากนิวเคลียสแล้ว แบคทีเรียยังขาดพลาสติดทุกชนิด กอลจิคอมเพล็กซ์ EPS ไลโซโซม และไมโตคอนเดรีย แต่ถึงกระนั้นเซลล์แบคทีเรียก็สามารถดำเนินกระบวนการชีวิตที่สำคัญที่สุดได้: การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน, โภชนาการเฮเทอโรโทรฟีและออโตโทรฟิก, การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการสร้างซีสต์ในช่วงที่มีอาการไม่พึงประสงค์เงื่อนไข
ชั้นของแบคทีเรีย
การจัดประเภทขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่แตกต่างกัน หนึ่งในนั้นคือรูปร่างของเซลล์ ดังนั้น vibrios จึงมีรูปลูกน้ำ cocci - รูปร่างกลม เกลียวมีรูปร่างเป็นเกลียว และแบคทีเรียมีรูปร่างเป็นแท่ง
นอกจากนี้ แบคทีเรียยังถูกรวมออกเป็นกลุ่มตามลักษณะโครงสร้างของเซลล์ ตัวจริงสามารถสร้างแคปซูลเมือกรอบๆ เซลล์ของตัวเองได้และติดตั้งแฟลกเจลลา
ไซยาโนแบคทีเรียหรือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินสามารถสังเคราะห์แสงได้และร่วมกับเชื้อราก็เป็นส่วนหนึ่งของไลเคน
แบคทีเรียหลายชนิดสามารถอยู่ร่วมกันได้ - การอยู่ร่วมกันที่เป็นประโยชน์ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต สารตรึงไนโตรเจนจะเกาะอยู่ที่รากของพืชตระกูลถั่วและพืชชนิดอื่นๆ ก่อตัวเป็นก้อน เดาได้ง่ายว่าแบคทีเรียก้อนที่ทำหน้าที่อะไร พวกมันแปลงไนโตรเจนในบรรยากาศซึ่งจำเป็นต่อการพัฒนาพืช
วิธีรับประทาน
โปรคาริโอตเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่เข้าถึงอาหารได้ทุกประเภท ดังนั้นแบคทีเรียสีเขียวและสีม่วงจึงกิน autotrophically เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากมีพลาสติดอยู่จึงสามารถทาสีด้วยสีต่างๆ แต่จำเป็นต้องมีคลอโรฟิลล์ การสังเคราะห์ด้วยแสงของแบคทีเรียและพืชมีความแตกต่างกันโดยพื้นฐาน ในแบคทีเรีย น้ำไม่ใช่ตัวทำปฏิกิริยาที่จำเป็น ผู้บริจาคอิเล็กตรอนอาจเป็นไฮโดรเจนหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์ ดังนั้นจึงไม่มีการปล่อยออกซิเจนในระหว่างกระบวนการนี้
แบคทีเรียกลุ่มใหญ่เลี้ยงแบบ heterotrophically นั่นคือสารอินทรีย์สำเร็จรูป สิ่งมีชีวิตดังกล่าวใช้ซากของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วเป็นอาหารและผลิตภัณฑ์ชีวิตของพวกเขา แบคทีเรียที่เน่าเปื่อยและการหมักสามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ที่รู้จักทั้งหมด สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกอีกอย่างว่า saprotrophs
แบคทีเรียในพืชบางชนิดสามารถอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ได้: เมื่อรวมกับเชื้อราแล้ว พวกมันก็เป็นส่วนหนึ่งของไลเคน แบคทีเรียปมที่ตรึงไนโตรเจนอยู่ร่วมกันอย่างเป็นประโยชน์กับรากของพืชตระกูลถั่ว
เคมีบำบัด
คีโมโทรฟเป็นอาหารอีกกลุ่มหนึ่ง นี่คือโภชนาการ autotrophic ชนิดหนึ่งซึ่งแทนที่จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานของพันธะเคมีของสารต่าง ๆ ถูกใช้ แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่ง พวกมันออกซิไดซ์สารประกอบอนินทรีย์บางชนิดในขณะที่ให้พลังงานในปริมาณที่จำเป็น
แบคทีเรียตรึงไนโตรเจน: ที่อยู่อาศัย
จุลินทรีย์ที่สามารถแปลงสารประกอบไนโตรเจนก็กินอาหารในลักษณะเดียวกัน พวกเขาเรียกว่าแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน แม้ว่าแบคทีเรียจะอาศัยอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่ถิ่นที่อยู่ของสายพันธุ์นี้คือดิน หรือมากกว่ารากของพืชตระกูลถั่ว
ตึก
แบคทีเรียก้อนมีหน้าที่อย่างไร? เป็นเพราะโครงสร้างของพวกเขา แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าอย่างชัดเจน ปักหลักอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่วและซีเรียลพวกมันเจาะพืช ในกรณีนี้จะเกิดความหนาขึ้นภายในซึ่งการเผาผลาญเกิดขึ้น
มันควรจะพูดว่าแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนอยู่ในกลุ่มของพวกพ้อง การอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นประโยชน์ร่วมกัน ที่ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะสังเคราะห์น้ำตาลกลูโคสคาร์โบไฮเดรต ซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการของชีวิต แบคทีเรียไม่สามารถทำกระบวนการดังกล่าวได้ ดังนั้นน้ำตาลสำเร็จรูปจึงมาจากพืชตระกูลถั่ว
พืชต้องการไนโตรเจนในการดำรงชีวิต มีสารนี้ค่อนข้างมากในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ปริมาณไนโตรเจนในอากาศคือ 78% อย่างไรก็ตาม ในสภาวะนี้ พืชไม่สามารถดูดซับสารนี้ได้ แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนจะดูดซับไนโตรเจนในบรรยากาศและแปลงให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมกับพืช
ประสิทธิภาพ
หน้าที่ของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนคืออะไร ดูได้จากตัวอย่างของแบคทีเรียเคมี azospirillum สิ่งมีชีวิตนี้อาศัยอยู่บนรากของธัญพืช: ข้าวบาร์เลย์หรือข้าวสาลี มันถูกเรียกอย่างถูกต้องว่าเป็นผู้นำในหมู่ผู้ผลิตไนโตรเจน บนพื้นที่หนึ่งเฮกตาร์ เขาสามารถให้ธาตุนี้ได้มากถึง 60 กก.
แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนในพืชตระกูลถั่ว เช่น ไรโซบิทัม ไซนอร์ฮิโซเบียม และอื่นๆ ก็เป็น "คนงาน" ที่ดีเช่นกัน พวกเขาสามารถปรับปรุงพื้นที่หนึ่งเฮกตาร์ด้วยไนโตรเจนที่มีน้ำหนักมากถึง 390 กิโลกรัม พืชตระกูลถั่วยืนต้นเป็นแหล่งกำเนิดของไนโตรเจน ซึ่งให้ผลผลิตสูงถึง 560 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์ของพื้นที่เพาะปลูก
กระบวนการชีวิต
แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนทั้งหมดตามลักษณะของกระบวนการชีวิตสามารถรวมกันเป็นสองกลุ่ม กลุ่มแรกคือไนตริไฟเออร์ สาระสำคัญของเมแทบอลิซึมในกรณีนี้คือห่วงโซ่ของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี แอมโมเนียมหรือแอมโมเนียจะถูกแปลงเป็นไนไตรต์ - เกลือของกรดไนตริก ในทางกลับกันไนไตรต์จะถูกแปลงเป็นไนเตรตเป็นเกลือของสารประกอบนี้ด้วย ในรูปแบบของไนเตรต ไนโตรเจนจะถูกดูดซึมได้ดีกว่าโดยระบบรากของพืช
กลุ่มที่สองเรียกว่าดีไนตริไฟเออร์ พวกเขาทำกระบวนการย้อนกลับ: ไนเตรตที่มีอยู่ในดินจะถูกแปลงเป็นก๊าซไนโตรเจน นี่คือวัฏจักรไนโตรเจนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ
กระบวนการของชีวิตยังรวมถึงกระบวนการสืบพันธุ์ด้วย มันเกิดขึ้นจากการแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน น้อยกว่ามาก - โดยการแตกหน่อ ลักษณะของแบคทีเรียและกระบวนการทางเพศซึ่งเรียกว่าการผันคำกริยา ในกรณีนี้ การแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรมเกิดขึ้น
เนื่องจากระบบรากปล่อยสารล้ำค่าออกมามากมาย แบคทีเรียจำนวนมากจึงเกาะอยู่ พวกมันเปลี่ยนเศษซากพืชให้เป็นสารที่พืชสามารถดูดซึมได้ เป็นผลให้ชั้นของดินรอบ ๆ ได้รับคุณสมบัติบางอย่าง เรียกว่าเหง้า
ทางเดินของแบคทีเรียเข้าสู่ราก
มีหลายวิธีที่จะนำเซลล์แบคทีเรียเข้าสู่เนื้อเยื่อของระบบราก สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากความเสียหายต่อเนื้อเยื่อจำนวนเต็มหรือในบริเวณที่เซลล์รากยังเด็ก บริเวณรากผมยังเป็นช่องทางให้เคมีบำบัดเข้าสู่พืชอีกด้วย นอกจากนี้ขนรากจะติดเชื้อและจากการแบ่งเซลล์แบคทีเรียที่ใช้งานทำให้เกิดก้อนขึ้น เซลล์ที่บุกรุกจะสร้างเส้นใยที่ติดเชื้อซึ่งดำเนินกระบวนการแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อพืชต่อไป ด้วยความช่วยเหลือของระบบนำพาก้อนแบคทีเรียจะเชื่อมต่อกับราก เมื่อเวลาผ่านไปสารพิเศษจะปรากฏขึ้น -เลโก้โกลบิน
เมื่อถึงเวลาแสดงกิจกรรมที่เหมาะสม ก้อนเนื้อจะได้สีชมพู (เนื่องจากเม็ดสีเลโกโกลบิน) เฉพาะแบคทีเรียที่มีเลโก้โกลบินเท่านั้นที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้
ความสำคัญของเคมีบำบัด
คนเคยสังเกตกันมานานแล้วว่าถ้าคุณขุดพืชตระกูลถั่วด้วยดิน การเก็บเกี่ยวในที่นี้จะดีขึ้น อันที่จริงสาระสำคัญไม่ได้อยู่ในระหว่างการไถ ดินดังกล่าวอุดมไปด้วยไนโตรเจนซึ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช
ถ้าใบถูกเรียกว่าโรงงานผลิตออกซิเจน แบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนจะเรียกว่าโรงงานไนเตรตได้อย่างถูกต้อง
แม้แต่ในศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ก็ยังให้ความสนใจกับความสามารถอันน่าทึ่งของพืชตระกูลถั่ว เนื่องจากขาดความรู้ จึงเกิดจากพืชเท่านั้น และไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ มีคนแนะนำว่าใบไม้สามารถตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศได้ ระหว่างการทดลอง พบว่าพืชตระกูลถั่วที่ปลูกในน้ำสูญเสียความสามารถนี้ เป็นเวลากว่า 15 ปีแล้วที่คำถามนี้ยังคงเป็นปริศนา ไม่มีใครเดาได้ว่าทั้งหมดนี้เกิดจากแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนซึ่งยังไม่ได้มีการศึกษาที่อยู่อาศัย ปรากฎว่าเรื่องนี้อยู่ใน symbiosis ของสิ่งมีชีวิต เฉพาะพืชตระกูลถั่วและแบคทีเรียเท่านั้นที่สามารถผลิตไนเตรตสำหรับพืชได้
ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุพืชมากกว่า 200 ชนิดที่ไม่อยู่ในตระกูลพืชตระกูลถั่ว แต่สามารถสร้าง symbiosis กับแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนได้ มันฝรั่ง ข้าวฟ่าง ข้าวสาลี ก็มีสรรพคุณล้ำค่าเช่นกัน
