Müxtəlif maddələri kimyasintez edən bakteriyaların həyat prosesləri necə düzülür və həyata keçirilir? Bu suallara cavab vermək üçün bir sıra bioloji anlayışları başa düşməlisiniz.
Bakteriyaların xarakterik xüsusiyyətləri
İlk olaraq bakteriyaların kim olduğunu öyrənək. Bu, bütün vəhşi təbiət krallığıdır. Onlar nüvəsi olmayan mikroskopik ölçülü tək hüceyrəli orqanizmlərdir. Ancaq bu, bakteriyaların ümumiyyətlə irsi məlumatların ötürülməsinə cavabdeh olan strukturlara malik olmadığı anlamına gəlmir. Sadəcə olaraq daha primitiv bir təşkilata malikdir. Bunlar sitoplazmanın nukleoid adlanan xüsusi hissəsində cəmlənmiş dairəvi DNT molekullarıdır.
Avtotrof qidalanmanın mahiyyəti
Nümunələri məqaləmizdə müzakirə olunacaq kemosintetik bakteriyalar müstəqil olaraq üzvi maddələr istehsal edir. Onlar bitkilər kimi avtotroflardır. Lakin sonuncular bunun üçün günəş işığının enerjisindən istifadə edirlər. Xloroplastların yaşıl plastidlərinin olması onlara fotosintez prosesini həyata keçirməyə imkan verir. Onun mahiyyəti qlükoza karbohidratının əmələ gəlməsindədirqeyri-üzvi maddələr - su və karbon qazı. Bu kimyəvi reaksiyanın başqa bir məhsulu oksigendir. Bakteriyalar da avtotroflardır. Lakin onların enerji əldə etmək üçün günəş işığına ehtiyacı yoxdur. Onlar fərqli bir proses həyata keçirirlər - kemosintez.
Kemosintez nədir
Xemosintez – redoks reaksiyalarının baş verməsi nəticəsində üzvi maddələrin əmələ gəlməsi prosesidir. Təbiətdə yalnız prokaryotlar tərəfindən həyata keçirilir. Kemosintetik bakteriyalar üzvi maddələri sintez etmək üçün kükürd, azot və dəmir birləşmələrindən istifadə edə bilər. Bu, ilk olaraq ATP bağlarında toplanan enerjini buraxır, bundan sonra bakteriya hüceyrələri tərəfindən istifadə oluna bilər.
Kemosintetik bakteriyalar: yaşayış yeri
Kemotrofların həyatı günəş işığının mövcudluğundan asılı olmadığı üçün onların yayılma sahəsi kifayət qədər genişdir. Məsələn, kükürd bakteriyaları böyük dərinliklərdə yaşaya bilər, bəzən oradakı canlıların yeganə nümayəndələridir. Bu prokaryotların yaşayış yeri ən çox torpaq, tullantı suları və müəyyən kimyəvi birləşmələrlə zəngin substratlardır.
Dəmir bakteriya
Kemosintetik bakteriyalara dəmir birləşmələrinin tərkibini dəyişən prokaryotlar daxildir. Onları 1950-ci ildə görkəmli rus mikrobioloqu Sergey Nikolayeviç Vinoqradski kəşf etmişdir. Oksidləşmə reaksiyası zamanı bu tip bakteriyalar dəmirin oksidləşmə vəziyyətini dəyişdirərək onu üçvalent edir. Şirin və duzlu sularda yaşayırlar. Təbiətdə dəmir dövranını həyata keçirirlərTəbiətdə və sənayedə təmiz mis istehsalında istifadə olunur. Bu tip bakteriyalar həmçinin öz hüceyrələrinin bəzi elementlərini karbon turşusundan sintez edə bilən litoautotroflara aiddir.
Kükürd bakteriyası
Kükürd birləşmələrindən kimyəvi sintez edən maddələr olan bakteriyalar su hövzələrinin dibində ayrıca mövcud ola və ya mollyuskalar və dəniz onurğasızları ilə simbioz yarada bilər. Oksidləşmə mənbəyi kimi hidrogen sulfid, sulfidlər, tion turşuları və ya molekulyar kükürddən istifadə edirlər. Bu tip bakteriyalar kimyosintez prosesinin kəşfi və öyrənilməsində əsas obyekt olmuşdur. Bu prokaryotlar qrupuna bəzi fototrof prokaryotlar da daxildir. Məsələn, bənövşəyi və ya yaşıl kükürd bakteriyaları.
Nitrifikasiya edən bakteriyalar
Nitrifikasiya edən bakteriyalar paxlalı bitkilərin köklərində məskunlaşır. Bu qrupun kemosintetik prokaryotları ammonyakı nitrat turşusuna oksidləşdirir. Bu reaksiya ara maddələrin əmələ gəlməsi ilə bir neçə mərhələdə aparılır. Torpaqda azot saxlayan bakteriyalar da var. Paxlalı bitkilərin köklərində yaşayırlar. Yer altı orqanın toxumalarına nüfuz edərək, xarakterik qalınlaşmalar əmələ gətirirlər. Belə formasiyaların içərisində kemosintezin axması üçün əlverişli mühit yaranır. Bitkilərin düyün bakteriyaları ilə simbiozu qarşılıqlı faydalıdır. Birincisi, prokaryotları fotosintez zamanı əldə edilən üzvi maddələrlə təmin edir. Bakteriyalar isə atmosfer azotunu fiksasiya edə və onu əlçatan formaya çevirə bilirlər.bitkilər.
Bu proses niyə bu qədər vacibdir? Həqiqətən də, atmosferdə azotun konsentrasiyası kifayət qədər yüksəkdir və 78% təşkil edir. Ancaq bu formada bitkilər bu maddəni qəbul edə bilməzlər. Bitkilərin kök inkişafı üçün azot lazımdır. Bu vəziyyətdə düyün bakteriyaları köməyə gəlir ki, bu da onu nitrat və ammonium formasına çevirir.
Tion bakteriya
Tion prokaryotları həm də kimyəvi sintetik bakteriyalardır. Onların enerji mənbəyi müxtəlif kükürd birləşmələridir. Bu növ bakteriyalar onları kükürd turşusuna qədər azaldır. Bu reaksiya mühitin pH-nin əhəmiyyətli dərəcədə azalması ilə müşayiət olunur. Tionik bakteriyalar asidofillər qrupuna aiddir. Bunlara yüksək turşuluq şəraitində yaşaya bilən orqanizmlər daxildir. Belə şərait bataqlıqlar üçün xarakterikdir. Tianaceae ilə birlikdə bu qrup laktik və sirkə turşusu bakteriyaları, flagellatlar və rotiferlərdən ibarətdir.
Hidrogen bakteriyası
Bu tip prokaryotlar torpaqda yaşayanlardır. Molekulyar hidrogeni enerjinin sərbəst buraxılması ilə suya oksidləşdirirlər. Belə bakteriyalar da termofillər qrupuna daxildir. Bu o deməkdir ki, onlar 50 dərəcə Selsiyə çata bilən yüksək temperaturda yaşaya bilirlər. Hidrogen bakteriyalarının bu qabiliyyəti onların belə şəraitdə belə fəaliyyət göstərən xüsusi fermentlər ifraz etmələri ilə bağlıdır.
Rolkemosintetik bakteriyalar
Xemotroflar təbiətdəki müvafiq kimyəvi maddələrin mürəkkəb çevrilmə və dövriyyə proseslərində böyük rol oynayır. Hidrogen sulfid və ammonyak kifayət qədər zəhərli maddələr olduğundan, onları zərərsizləşdirmək lazımdır. Bu da kemotrof bakteriyalar tərəfindən həyata keçirilir. Kimyəvi çevrilmələr zamanı digər orqanizmlər üçün lazım olan maddələr əmələ gəlir ki, bu da onların normal böyüməsini və inkişafını mümkün edir. Dənizlərin və bataqlıqların dibində dəmir və manqan filizlərinin iri yataqları kemotrofların fəaliyyəti nəticəsində yaranır. Yəni, dəmir bakteriyası.
İnsan kimyotrofların unikal xüsusiyyətlərindən öz fəaliyyətlərində istifadə etməyi öyrənib. Məsələn, kükürdlü bakteriyaların köməyi ilə çirkab suları hidrogen sulfiddən təmizləyir, metal və beton boruları korroziyadan, torpaqları isə turşulaşmadan qoruyur.
Beləliklə, kemosintetik bakteriyalar anaerob şəraitdə müvafiq kimyəvi reaksiyalar aparmağa qadir olan xüsusi prokaryotlardır. Bu orqanizmlər maddələri oksidləşdirir. Bu zaman ayrılan enerji əvvəlcə ATP bağlarında toplanır, sonra isə həyati prosesləri həyata keçirmək üçün istifadə olunur. Əsas olanlar dəmir, kükürd və azot fiksasiya edən bakteriyalardır. Həm su, həm də torpaq mühitində yaşayırlar. Xemotroflar maddələr dövriyyəsinin əvəzsiz halqasıdır, canlı orqanizmləri lazımi maddələrlə təmin edir və insanlar tərəfindən iqtisadi və sənaye fəaliyyətlərində geniş istifadə olunur.
