Bacterias nitrificantes. Significado das bacterias nitrificantes

Por tipo de comida todos os organismos vivos coñecidos son divididos en dous tipos principais: Recto e autotrophs. Unha característica distintiva do último é a súa capacidade de auto-construción de novos elementos de dióxido de carbono e outras substancias inorgánicas.

fontes de enerxía que soportan as súas funcións vitais, causar a súa división en fotoaftotrofy (fonte - luz) e quimioautótrofos (fonte - sustancias minerais). E, dependendo do nome do substrato, o cal é oxidado hemoavtortofy, son divididos en hidróxeno e bacterias nitrificantes, así como bacterias de xofre e ferro.

Este incidir sobre a máis común entre eles un grupo - bacterias nitrofitsiruyuschim.

Historia do descubrimento

Volver a mediados do século 19 por científicos alemáns revelouse que o proceso de nitrificación. Empiricamente demostrou que, cando engadido ao cloroformo augas de sumidoiros deixou de oxidación de amoníaco. Pero, para explicar por que isto é así, eles non podían.

Isto foi feito algúns anos máis tarde científico ruso Vinogradskaya. El destacou dous grupos de bacterias, que gradualmente tomaron parte no proceso de nitrificación. Así, un grupo de oxidación de amoníaco para proporcionar nitroso ácido, e só o segundo grupo de bacterias responsables da súa transformación en nítrico. Todos os implicados neste proceso, as bacterias nitrificantes son Gram-negativas.

Características do proceso de oxidación

O proceso de formación de nitritos por oxidación de amonio ten varias fases, durante as cales os compostos de nitróxeno son formados con varios graos de oxidación grupo NH.

O primeiro produto é unha oxidación de amonio de hidroxilamina. O máis probable é que se xera debido á inclusión de osíxeno molecular no grupo NH _4, aínda que este proceso non está definitivamente probado e permanece debatido.

A continuación, a hidroxilamina é convertido en nitritos. Presuntamente, o proceso é levado a cabo a través da formación de Noh (giponitrita) coa liberación de óxido nitroso. Neste caso, os científicos cren que a produción de óxido nitroso só un subproduto da síntese, a causa da recuperación de nitrito.

Ademais dos produtos dos elementos químicos, unha gran cantidade de enerxía é liberada durante denitrofikatsii. De xeito semellante ao que pasa nos organismos aeróbicos heterotróficas, neste caso, a síntese de ATP é asociado cos procesos de oxidación-redución, como consecuencia da cal os electróns son transferidos ao osíxeno.

Na oxidación de nitrito, un papel importante é desempeñado polo transporte reverso de electróns. A súa inclusión no circuíto de electróns ocorre directamente no citocromos (do tipo I e / ou do tipo A), e este require unha relativamente grandes custos de enerxía. Como resultado, as bacterias nitrificantes quimioautotróficas son totalmente garantido a subministración de enerxía necesaria, que se usa para o proceso de construción e asimilación de dióxido de carbono.

Tipos de bacterias nitrificantes

Na primeira fase do proceso de nitrificación tomar catro tipos parte nitrobaktery:

• Nitrosomonas;
• nitrotsistis;
• nitrosolyubus;
• nitrosospira.

By the way, pode ver as bacterias nitrificantes (foto baixo un microscopio) na imaxe proposta.

Por experimentación entre eles é difícil, e moitas veces incluso imposible destacar unha das culturas, para a súa revisión en gran parte completa. Todos estes microorganismos teñen un tamaño de 2-2,5 Micra, e preferentemente de forma oval ou redonda (agás nitrospiry que teñen a forma de paus). Son capaces de fisión e dirección binario debido a flaxelos.

Na segunda fase de nitrificación participar:

• nitrobakter raza;
• raza nitrospina;
• nitrokokus.

A cepa máis estudada de bacterias do xénero nitrbakter ter o nome en homenaxe ao seu descubridor Vinogradski. Estas bacterias nitrificantes ten un células en forma de pera reproducen por brotamento para formar unha célula filla móbil (debido flaxelo).

A estrutura de bacterias

Nitrifitsiruyushie investigadas as bacterias teñen unha estrutura celular semellante a outros organismos Gram-negativos. Algúns deles teñen ben desenvolvido sistema de membrana interna, a pila de formación dun centro da célula, mentres que noutros, están dispostas ao longo da periferia da estructura ou para formar unha copa que consiste en varias capas. Ao parecer, isto é estas entidades asociadas encimas están implicadas na oxidación de substratos específicos nitrificantes.

Tipo de alimento bacterias nitrificantes

Nitrobakterii son autotróficos obrigatorios porque non ser capaz de utilizar exógenos substancias orgánicas. Con todo, por medio de experiencias, con todo, demostraron a capacidade de certas cepas de bacterias nitrificantes usar certos compostos orgánicos.

Verificouse que un substrato que contén autolisados de léveda, serina e glutamato en concentracións baixas, forma estimulante afectado o crecemento nitrobaktery. Isto ocorre tanto en presenza de nitritos, e no seu defecto, na forma, aínda que o proceso é moito máis lenta. Por outra banda, a presenza do proceso de oxidación de etilo nitritos suprímese, pero a súa inclusión de carbono na proteína, varios aminoácidos e outros compoñentes celulares aumenta significativamente.

Como resultado de múltiples experiencias, os datos foron obtidos que as bacterias nitrificantes aínda pode optar nutrición heterotrófica, pero como produtivo e canto tempo poden existir en tales condicións, segue a ser visto. Mentres que os datos son contraditorios para sacar conclusións finais sobre esta cuestión.

Hábitat eo valor de bacterias nitrificantes

bacterias nitrificantes son quimioautótrofos e son amplamente distribuídos na natureza. Son atopados en todas partes: no chan, diferentes substratos, así como lagoas. Procesar a súa vida contribúe grandemente para o total do ciclo de nitróxeno na natureza , e, de feito, pode alcanzar enormes proporcións.

Por exemplo, un tal microorganismo como nitrotsistis Océano, illado a partir do océano Atlántico, refírese a obrigar halófilos. El só pode existir na auga do mar ou substratos que conteñan. Para tales microorganismos é non só importante hábitat, pero tales constantes como pH e temperatura.

Todos bacteria nitrificantes coñecido é un aeróbicos obrigatorio. A fin de oxidar de amoníaco en ácido nitroso, e ácido nitroso en nítrico, precisan de osíxeno.

condicións de vida

Outro punto importante, que revelou os científicos foi que o lugar onde viven bacterias nitrificantes non debe conter materia orgánica. teoría foi que estes microorganismos non pode, en principio, a utilización de compostos orgánicos a partir de fóra. Eles incluso chamado autotrophs obrigatorios.

Subsecuentemente, a influencia perniciosa glicosa se probou repetidamente, urea, peptona, glicerol e outros materiais orgánicos nas bacterias nitrificantes, pero non deixan experimentación.

Significado de bacterias nitrificantes ao chan

Ata hai pouco críase que nitrificantes efecto beneficioso sobre a fertilidade do solo, aumentando a súa escote para nitrato de amonio. Estes últimos non só son ben absorbidos polas plantas, pero por si só aumentar a solubilidade dalgúns minerais.

Con todo, puntos de vista científico teñen evolucionado nos últimos anos. Revelou o efecto negativo dos microorganismos descritos na fertilidade do solo. Bacterias nitrificantes para formar nitratos, medio ácido, o que non sempre é positiva, así como un maior grao de saturación do solo provocadas ións amonio que os nitratos. Ademais, os nitratos son reducidos á capacidade de _N2 (baixo denitrifakatsii), que á súa vez leva ao esgotamento do solo con nitróxeno.

Cal é o perigo de bacterias nitrificantes?

Algunhas cepas nitrobaktery na presenza dun substrato orgánico pode oxidar amonio, formando hidroxilamina e, subsecuentemente, os nitritos e nitratos. Ademais, como resultado de tales reaccións pode ocorrer ácido hidroxâmico. Ademais, o número de bacterias no proceso de nitrificación de compostos diferentes, que inclúen nitróxeno (oximas, aminas, amidas, hidroxamatos, e outros compostos nitro).

A escala de nitrificación heterotróficos baixo certas condicións, pode ser non só grande, pero tamén moi prexudicial. O perigo reside no feito de durante tales transformación ocorre a formación de substancias tóxicas, axentes mutagénicos e carcinogénicos. Polo tanto, os científicos teñen benvida a traballar en estreita colaboración no estudo do tema.

filtro biolóxico, o que está sempre á man

Bacterias nitrificantes - non é un concepto abstracto, senón unha forma moi común de vida. Ademais, son moitas veces utilizados polo home.

Por exemplo, no filtro biolóxico para acuarios inclúen estas bacterias. Este tipo de tratamento é menos caro e non é tan laboriosa como o tratamento mecánico, pero á vez, require o cumprimento de determinadas condicións para asegurar o crecemento e actividade das bacterias nitrificantes.

O microclima máis favorábel para eles é a temperatura ambiente (neste caso, auga) uns 25-26 graos centígrados, un fluxo constante de osíxeno e na presenza de plantas acuáticas.

bacterias nitrificantes en agricultura

Co fin de aumentar a renda, utilizar os agricultores fertilizantes diferentes conteñen bacterias nitrificantes.

nutrición do solo, neste caso indicado nitrobakteriyami e Azotobacter. Estas bacterias son eliminadas a partir das substancias de chan e auga necesario que se forman no proceso de oxidación, en vez de grandes cantidades de enerxía. Este así chamado proceso chemosynthesis cando a potencia recibida vai para a formación de moléculas orgánicas complexas de dióxido de carbono e auga.

Estes microorganismos non son necesariamente a subministración de nutrientes do seu contorno - poden producir os seus propios. Entón, se as plantas verdes, que tamén son autotrophic, precisas luz solar, entón as bacterias de nitrificación non é necesario.

auto-limpeza do chan

Solo - un substrato ideal para o crecemento e reprodución de non só plantas, pero tamén moitos organismos vivos. Por iso, é moi importante para o seu estado normal, e composición equilibrada.

Debe lembrar que a purificación biolóxica do solo proporciona incluíndo bacterias nitrificantes. Son no chan, de humus ou encoros, convertido amoníaco que segregan outros microorganismos e materiais orgánicos residuais, nitratos (para ser máis preciso, o sal do ácido nítrico). Todo o proceso consiste en dúas etapas:

1. Oxidación de amoníaco para nitritos.
2. A oxidación de nitrito a nitrato.

Así, cada paso é fornecido por certos tipos de microorganismos.

O chamado círculo vicioso

Circuíto de enerxía e mantemento da vida na Terra é posible grazas á observancia de determinadas leis de existencia de todos os seres vivos. A primeira vista, é difícil entender o que está en xogo, pero é realmente moi simple.

Imos imaxinar a seguinte imaxe dun libro escolar:

1. Os materiais inorgánicos son procesados por microorganismos e, así, crear condicións favorables en solo para o crecemento da planta e nutrición.
2. Eles, pola súa banda, é unha fonte indispensable de enerxía para a maioría dos herbívoros.
3. O seguinte cadea de coidados de vida son a enerxía predadores que son, respectivamente, dos seus homólogos herbívoros.
4. As persoas que son coñecidos por pertencer aos predadores de arriba, e iso significa que podemos obter enerxía a partir de tanto o mundo vexetal e animal.
5. E na nosa propia capacidade de vivir residuos, así como aqueles que a maioría das plantas e animais, serven como un substrato nutriente para microorganismos.

Así, un círculo vicioso, e ofrece unha vida de funcionamento continuo de todos os seres vivos na Terra. Coñecendo estes principios non é difícil imaxinar como multifacetado e poder realmente ilimitado da natureza e os seres vivos.

conclusión

Neste artigo intentamos responder á pregunta, o que é que as bacterias nitrificantes en bioloxía. Como verás, a pesar da evidencia esmagadora da vida, o funcionamento eo impacto destes microorganismos, hai moitas cuestións controvertidas que requiren máis estudos experimentais.

bacterias nitrificantes pertencen a quimiotrófico. A fonte de enerxía para eles para servir unha variedade de minerais. A pesar do seu tamaño minúsculo, estes organismos teñen un enorme impacto sobre o mundo en torno a eles.

Como é sabido, quimiotrófico non pode metabolizar compostos orgánicos que se atopan no substrato (solo ou auga). Eles, pola contra, producir material de construción para a creación dun células funcionais e de vida.