Comment s'organisent et se déroulent les processus vitaux des bactéries qui chimiosynthétisent diverses substances ? Pour répondre à ces questions, vous devez comprendre un certain nombre de concepts biologiques.
Caractéristiques caractéristiques des bactéries
D'abord, découvrons qui sont les bactéries. C'est tout le royaume de la faune. Ce sont des organismes unicellulaires de taille microscopique dépourvus de noyau. Mais cela ne signifie pas que les bactéries ne possèdent généralement pas de structures responsables de la transmission des informations héréditaires. Il a juste une organisation plus primitive. Ce sont des molécules d'ADN circulaires qui sont concentrées dans une partie spécifique du cytoplasme appelée le nucléoïde.
L'essence de la nutrition autotrophe
Les bactéries chimiosynthétiques, dont des exemples seront discutés dans notre article, produisent indépendamment des substances organiques. Ce sont des autotrophes, comme les plantes. Cependant, ces derniers utilisent l'énergie du soleil pour cela. La présence de plastes verts de chloroplastes leur permet de réaliser le processus de photosynthèse. Son essence réside dans la formation de glucides de glucose à partir desubstances inorganiques - eau et dioxyde de carbone. Un autre produit de cette réaction chimique est l'oxygène. Les bactéries sont aussi des autotrophes. Mais ils n'ont pas besoin de la lumière du soleil pour obtenir de l'énergie. Ils effectuent un processus différent - la chimiosynthèse.
Qu'est-ce que la chimiosynthèse
La chimiosynthèse est le processus de formation de substances organiques dû à l'apparition de réactions redox. Elle est pratiquée dans la nature uniquement par les procaryotes. Les bactéries chimiosynthétiques peuvent utiliser des composés de soufre, d'azote et de fer pour synthétiser des substances organiques. Cela libère de l'énergie, qui est d'abord accumulée dans les liaisons ATP, après quoi elle peut être utilisée par les cellules bactériennes.
Bactéries chimiosynthétiques: habitat
Étant donné que la vie des chimiotrophes ne dépend pas de la présence de la lumière du soleil, leur aire de répartition est assez large. Par exemple, les bactéries soufrées peuvent vivre à de grandes profondeurs, y étant parfois les seules représentantes des êtres vivants. L'habitat de ces procaryotes est le plus souvent le sol, les eaux usées et les substrats riches en certains composés chimiques.
Bactéries de fer
Les bactéries chimiosynthétiques comprennent des procaryotes qui modifient la composition des composés de fer. Ils ont été découverts par le remarquable microbiologiste russe Sergei Nikolaevich Vinogradsky en 1950. Ce type de bactérie lors de la réaction d'oxydation modifie l'état d'oxydation du fer, le rendant trivalent. Ils vivent dans les eaux douces et salées. Dans la nature, ils réalisent le cycle du fer dansnature et dans l'industrie sont utilisés pour produire du cuivre pur. Ce type de bactéries appartient également aux lithoautotrophes, capables de synthétiser certains éléments de leurs cellules à partir de l'acide carbonique.
Bactéries soufrées
Les bactéries, substances chimiosynthétiques à partir de composés soufrés, peuvent exister séparément au fond des plans d'eau ou former une symbiose avec des mollusques et des invertébrés marins. Ils utilisent du sulfure d'hydrogène, des sulfures, des acides thioniques ou du soufre moléculaire comme source d'oxydation. Ce type de bactérie a été l'objet principal de la découverte et de l'étude du processus de chimiosynthèse. Ce groupe de procaryotes comprend également certains procaryotes phototrophes. Par exemple, comme les bactéries soufrées violettes ou vertes.
Bactéries nitrifiantes
Les bactéries nitrifiantes se déposent sur les racines des plantes légumineuses. Les procaryotes chimiosynthétiques de ce groupe oxydent l'ammoniac en acide nitrique. Cette réaction s'effectue en plusieurs étapes avec formation de substances intermédiaires. Il existe également des bactéries fixatrices d'azote dans le sol. Ils vivent sur les racines des plantes légumineuses. Pénétrant dans les tissus de l'organe souterrain, ils forment des épaississements caractéristiques. À l'intérieur de telles formations, un environnement favorable est créé pour le flux de chimiosynthèse. La symbiose des plantes avec les bactéries nodulaires est mutuellement bénéfique. Les premiers fournissent aux procaryotes la matière organique obtenue lors de la photosynthèse. Les bactéries, quant à elles, sont capables de fixer l'azote atmosphérique et de le transformer en une forme accessible àplantes.
Pourquoi ce processus est-il si important ? En effet, dans l'atmosphère, la concentration en azote est assez élevée et s'élève à 78 %. Mais sous cette forme, les plantes ne peuvent pas absorber cette substance. Les plantes ont besoin d'azote pour le développement des racines. Dans cette situation, les bactéries nodulaires viennent à la rescousse, ce qui les transforme en une forme de nitrate et d'ammonium.
Thion bactéries
Thion procaryotes sont également des bactéries chimiosynthétiques. Leur source d'énergie est constituée de divers composés soufrés. Ce type de bactéries les réduit en acide sulfurique. Cette réaction s'accompagne d'une diminution importante du pH du milieu. Les bactéries thioniques appartiennent au groupe des acidophiles. Ceux-ci incluent des organismes qui peuvent survivre dans des conditions d'acidité élevée. De telles conditions sont typiques des marécages. Avec les thianacées, ce groupe est composé de bactéries lactiques et acétiques, de flagellés et de rotifères.
Bactérie hydrogène
Ces types de procaryotes sont des habitants du sol. Ils oxydent l'hydrogène moléculaire en eau avec libération d'énergie. Ces bactéries font également partie du groupe des thermophiles. Cela signifie qu'ils sont capables de survivre à des températures élevées, qui peuvent atteindre 50 degrés Celsius. Cette capacité des bactéries à hydrogène est due au fait qu'elles sécrètent des enzymes spéciales qui fonctionnent même dans de telles conditions.
Rôlebactéries chimiosynthétiques
Les chimiotrophes jouent un rôle majeur dans les processus complexes de transformation et de circulation des substances chimiques correspondantes dans la nature. Étant donné que le sulfure d'hydrogène et l'ammoniac sont des substances assez toxiques, il est nécessaire de les neutraliser. Ceci est également effectué par des bactéries chimiotrophes. Au cours des transformations chimiques, des substances nécessaires à d'autres organismes se forment, ce qui rend possible leur croissance et leur développement normaux. De grands gisements de minerais de fer et de manganèse au fond des mers et des marécages sont dus à l'activité des chimiotrophes. À savoir, les bactéries du fer.
L'homme a appris à utiliser les propriétés uniques des chimiotrophes dans ses activités. Par exemple, à l'aide de bactéries soufrées, ils nettoient les eaux usées du sulfure d'hydrogène, protègent les tuyaux en métal et en béton de la corrosion et les sols de l'acidification.
Ainsi, les bactéries chimiosynthétiques sont des procaryotes spéciaux capables d'effectuer des réactions chimiques appropriées dans des conditions anaérobies. Ces organismes oxydent les substances. L'énergie libérée dans ce cas est d'abord stockée dans des liaisons ATP, puis utilisée pour mener à bien des processus vitaux. Les principales sont les bactéries fixatrices de fer, de soufre et d'azote. Ils vivent à la fois dans des environnements aquatiques et terrestres. Les chimiotrophes sont un maillon indispensable dans le cycle des substances, fournissent aux organismes vivants les substances nécessaires et sont largement utilisés par les humains dans leurs activités économiques et industrielles.
