Les bactéries sont un concept familier à tout le monde. Obtenir du fromage et du yaourt, des antibiotiques, le traitement des eaux usées - tout cela est rendu possible par des organismes bactériens unicellulaires. Apprenons à mieux les connaître.
Qui sont les bactéries ?
Les représentants de ce royaume de la faune sont le seul groupe de procaryotes - des organismes dont les cellules n'ont pas de noyau. Mais cela ne signifie pas qu'ils ne contiennent aucune information héréditaire. Les molécules d'ADN sont libres dans le cytoplasme de la cellule et ne sont pas entourées d'une membrane.
Puisque leur taille est microscopique - jusqu'à 20 microns, les bactéries sont étudiées par la science de la microbiologie. Les scientifiques ont découvert que les procaryotes peuvent être unicellulaires ou s'unir en colonies. Ils ont une structure plutôt primitive. En plus du noyau, les bactéries manquent de tous les types de plastes, du complexe de Golgi, d'EPS, de lysosomes et de mitochondries. Mais malgré cela, la cellule bactérienne est capable de mener à bien les processus vitaux les plus importants: respiration anaérobie sans utilisation d'oxygène, nutrition hétérotrophe et autotrophe, reproduction asexuée et formation de kystes lors de conditions défavorables.conditions.
Classes de bactéries
La classification est basée sur différentes caractéristiques. L'un d'eux est la forme des cellules. Ainsi, les vibrions ont la forme d'une virgule, cocci - une forme arrondie. Les spirales ont une forme en spirale et les bacilles ont une forme en forme de bâtonnet.
De plus, les bactéries sont regroupées en groupes en fonction des caractéristiques structurelles de la cellule. Les vrais sont capables de former une capsule visqueuse autour de leur propre cellule et sont équipés de flagelles.
Les cyanobactéries, ou algues bleu-vert, sont capables de photosynthèse et, avec les champignons, font partie des lichens.
De nombreuses espèces de bactéries sont capables de symbiose - cohabitation mutuellement bénéfique des organismes. Les fixateurs d'azote se déposent sur les racines des légumineuses et autres plantes, formant des nodules. Il est facile de deviner la fonction que remplissent les bactéries nodulaires. Ils convertissent l'azote atmosphérique, si nécessaire au développement des plantes.
Méthodes alimentaires
Les procaryotes sont un groupe d'organismes qui ont accès à tous les types de nourriture. Ainsi, les bactéries vertes et violettes se nourrissent de manière autotrophe, grâce à l'énergie solaire. En raison de la présence de plastes, ils peuvent être peints de différentes couleurs, mais ils contiennent nécessairement de la chlorophylle. La photosynthèse bactérienne et végétale est fondamentalement différente. Chez les bactéries, l'eau n'est pas un réactif essentiel. Le donneur d'électrons peut être de l'hydrogène ou du sulfure d'hydrogène, de sorte que l'oxygène n'est pas libéré au cours de ce processus.
Un grand groupe de bactéries se nourrit de manière hétérotrophe, c'est-à-dire de substances organiques prêtes à l'emploi. Ces organismes utilisent les restes d'organismes morts pour se nourrir etleurs produits de vie. Les bactéries de décomposition et de fermentation sont capables de décomposer toutes les substances organiques connues. Ces organismes sont également appelés saprotrophes.
Certaines bactéries végétales peuvent former une symbiose avec d'autres organismes: avec les champignons, elles font partie des lichens, les bactéries nodulaires fixatrices d'azote coexistent mutuellement avantageusement avec les racines des légumineuses.
Chimiotrophes
Les chimiotrophes sont un autre groupe d'aliments. Il s'agit d'une sorte de nutrition autotrophe au cours de laquelle, au lieu de l'énergie solaire, l'énergie des liaisons chimiques de diverses substances est utilisée. Les bactéries fixatrices d'azote sont l'un de ces organismes. Ils oxydent certains composés inorganiques, tout en se procurant la quantité d'énergie nécessaire.
Bactéries fixatrices d'azote: habitat
Les micro-organismes capables de convertir les composés azotés se nourrissent également de la même manière. On les appelle bactéries fixatrices d'azote. Malgré le fait que les bactéries vivent partout, l'habitat de cette espèce particulière est le sol, ou plutôt les racines des plantes légumineuses.
Bâtiment
Quelle est la fonction des bactéries nodulaires ? Cela est dû à leur structure. Les bactéries fixatrices d'azote sont clairement visibles à l'œil nu. Se fixant sur les racines des légumineuses et des céréales, elles pénètrent dans la plante. Dans ce cas, des épaississements se forment, à l'intérieur desquels le métabolisme a lieu.
Il faut dire que les bactéries fixatrices d'azote appartiennent au groupe des mutualistes. Leur coexistence avec d'autres organismes est mutuellement bénéfique. ÀAu cours de la photosynthèse, la plante synthétise du glucose glucidique, nécessaire aux processus vitaux. Les bactéries ne sont pas capables d'un tel processus, c'est pourquoi les sucres prêts à l'emploi sont obtenus à partir de légumineuses.
Les plantes ont besoin d'azote pour vivre. Il y a beaucoup de cette substance dans la nature. Par exemple, la teneur en azote de l'air est de 78 %. Cependant, dans cet état, les plantes ne sont pas capables d'absorber cette substance. Les bactéries fixatrices d'azote absorbent l'azote atmosphérique et le transforment en une forme adaptée aux plantes.
Performance
Quelle est la fonction des bactéries fixatrices d'azote peut être vu sur l'exemple de la bactérie chimiotrophe azospirillum. Cet organisme vit sur les racines des céréales: orge ou blé. On l'appelle à juste titre le leader parmi les producteurs d'azote. Sur un hectare de terrain, il est capable de donner jusqu'à 60 kg de cet élément.
Les bactéries fixatrices d'azote des légumineuses, telles que les rhizobitums, les sinorhizobiums et autres, sont également de bonnes "ouvrières". Ils sont capables d'enrichir un hectare de terre avec de l'azote pesant jusqu'à 390 kg. Les plantes légumineuses vivaces abritent des gagnants de la formation d'azote, dont la productivité atteint jusqu'à 560 kg par hectare de terre arable.
Processus vitaux
Toutes les bactéries fixatrices d'azote selon les caractéristiques des processus vitaux peuvent être combinées en deux groupes. Le premier groupe est nitrifiant. L'essence du métabolisme dans ce cas est une chaîne de transformations chimiques. L'ammonium, ou ammoniac, est converti en nitrites - sels d'acide nitrique. Les nitrites, à leur tour, sont convertis en nitrates,sont également des sels de ce composé. Sous forme de nitrates, l'azote est mieux absorbé par le système racinaire des plantes.
Le deuxième groupe est appelé dénitrifiants. Ils réalisent le processus inverse: les nitrates contenus dans le sol sont transformés en azote gazeux. C'est ainsi que se déroule le cycle de l'azote dans la nature.
Les processus de la vie incluent également le processus de reproduction. Elle se produit par division cellulaire en deux. Beaucoup moins souvent - en bourgeonnant. Caractéristique pour les bactéries et le processus sexuel, appelé conjugaison. Dans ce cas, l'échange d'informations génétiques a lieu.
Étant donné que le système racinaire libère de nombreuses substances précieuses, de nombreuses bactéries s'y déposent. Ils transforment les résidus végétaux en substances que les plantes peuvent absorber. En conséquence, la couche de sol autour acquiert certaines propriétés. C'est ce qu'on appelle la rhizosphère.
Voies permettant aux bactéries de pénétrer dans la racine
Il existe plusieurs façons d'introduire des cellules bactériennes dans les tissus du système racinaire. Cela peut se produire en raison de dommages aux tissus tégumentaires ou dans des endroits où les cellules racinaires sont jeunes. La zone des poils absorbants est également une voie permettant aux chimiotrophes d'entrer dans la plante. De plus, les poils absorbants sont infectés et, à la suite de la division active des cellules bactériennes, des nodules se forment. Les cellules envahissantes forment des filaments infectieux qui poursuivent le processus de pénétration dans les tissus végétaux. À l'aide d'un système conducteur, les nodules bactériens sont connectés à la racine. Au fil du temps, une substance spéciale apparaît en eux -légoglobine.
Au moment de la manifestation de l'activité optimale, les nodules acquièrent une couleur rose (due au pigment de légoglobine). Seules les bactéries contenant de la légoglobine peuvent fixer l'azote.
L'importance des chimiotrophes
Les gens ont depuis longtemps remarqué que si vous déterrez des plantes légumineuses avec de la terre, la récolte à cet endroit sera meilleure. En fait, l'essentiel n'est pas en train de labourer. Un tel sol est plus enrichi en azote, qui est si nécessaire à la croissance et au développement des plantes.
Si la feuille est appelée une usine à oxygène, alors les bactéries fixatrices d'azote peuvent à juste titre être appelées une usine à nitrate.
Même au 19ème siècle, les scientifiques ont attiré l'attention sur les capacités étonnantes des plantes légumineuses. En raison du manque de connaissances, ils ont été attribués uniquement aux plantes et non associés à d'autres organismes. Il a été suggéré que les feuilles peuvent fixer l'azote atmosphérique. Au cours des expériences, il a été constaté que les légumineuses qui poussaient dans l'eau perdaient cette capacité. Depuis plus de 15 ans, cette question est restée un mystère. Personne ne devinait que tout cela était réalisé par des bactéries fixatrices d'azote, dont l'habitat n'avait pas été étudié. Il s'est avéré que la question est dans la symbiose des organismes. Ce n'est qu'ensemble que les légumineuses et les bactéries peuvent produire des nitrates pour les plantes.
Maintenant, les scientifiques ont identifié plus de 200 plantes qui n'appartiennent pas à la famille des légumineuses, mais qui sont capables de former une symbiose avec des bactéries fixatrices d'azote. Les pommes de terre, le sorgho, le blé ont aussi des propriétés précieuses.
