Фототрофные бактерия
Cтраница 3
Большинство таких структур относится к категории покоящихся форм, назначение которых - обеспечить переживание вида в течение длительного времени в неблагоприятных условиях. Это эндоспоры ряда грамположительных бактерий, цисты азотобактера и миксо-бактерий, акинеты цианобактерий, экзоспоры отдельных представителей метилотрофных и фототрофных бактерий, экзо - и эндоспоры актиномицетов. После попадания в подходящие условия покоящиеся формы прорастают, давая начало вегетативным клеткам. Другие морфологически дифференцированные клетки служат для размножения. К ним относятся, например, гормогонии и бае-оциты цианобактерий. Наконец, третьи ( гетероцисты цианобактерий, бактероиды клубеньковых бактерий) связаны с осуществлением уникального процесса, свойственного только прокариотным организмам, - фиксацией молекулярного азота атмосферы. [31]
Синтез АТР происходит с помощью тех же в своей основе механизмов, что и в мембранах аэробных бактерий или митохондрий. Что же касается преобразования энергии света в биохимически полезную энергию ( АТР), то здесь нет принципиального различия между фототрофными бактериями и зелеными растениями. У пурпурных бактерий роль фотосинтеза, по-видимому, исчерпывается этим преобразованием. [32]
К семейству Chlorobiaceae ( рис. 12.6 - 12.9) относятся зеленые ( Chlorobium vibrioforme и Ch. Chlorochromatium aggregatum представляет собой симбиотическую ассоциацию двух видов бактерий: бесцветных хемоорганотрофных палочек, передвигающихся с помощью длинных полярных жгутиков, и их экто-симбионтов-зеленых фототрофных бактерий. Сходную организацию имеет и Pelochromatium roseum с тем отличием, что эктосимбионт окрашен здесь в коричневый цвет. Морская бактерия Chloroherpeton thalas-sium отличается от видов Chlorobium нитевидной формой клеток и скользящим движением. [34]
 |
Микрофотографии разных видов фототроф-ных бактерий.| Ультратонкие срезы клеток Ectothiorhodospi-га shaposhnikovii. [35] |
В клетках некоторых пурпурных и зеленых бактерий ( Thiodictyon, Amoebobacter, Thiopedia, Pelo-dictyon) имеются газовые вакуоли, иначе называемые аэросомами. Предполагают, что они помогают микроорганизмам находиться во взвешенном состоянии. Фототрофные бактерии могут накапливать полифосфаты, образующие особые гранулы. Кроме того, в клетках пурпурных бактерий часто обнаруживаются гранулы, состоящие из поли - - оксимасляной кислоты, которая является запасным продуктом. [36]
Фототрофные, или фотосинтезирующие, бактерии - типично водные микроорганизмы, распространенные в пресных и соленых водоемах. Особенно часто они встречаются в местах, где есть сероводород, как в мелководье, так и на значительной глубине. В почве фототрофных бактерий мало, но при затоплении ее водой они могут расти весьма интенсивно. Развитие фототрофных бактерий нередко легко обнаружить, не прибегая к постановке накопительных культур и микроскопическим исследованиям, так как многие из них способны образовывать ярко окрашенные пленки, а также обрастать подводные предметы. Такие макроскопические скопления наблюдаются в серных источниках, лиманах, бухтах, озерах и прудах. Иногда в результате массового развития фототрофных бактерий меняется даже цвет всей воды в водоеме или отдельные ее слои становятся окрашенными. Последнее явление довольно часто имеет место в некоторых озерах, содержащих в придонных слоях сероводород. [37]
Многие виды используют в качестве донора электронов молекулярный водород, а некоторые-сероводород или серу. Наблюдается ассимиляция СО2 и органических веществ, В анаэробных условиях в темноте за счет брожения может получаться небольшое количество энергии, недостаточное, однако, для роста большинства видов. Короче говоря, фототрофные бактерии относятся к организмам, наиболее разносторонним в отношении обмена веществ. Поэтому здесь мы можем лишь глобально охарактеризовать их физиологические возможности. [38]
Некоторые субстраты, используемые микроорганизмами, токсичны для человека и животных. Содержание отдельных ферментов в клетках микроорганизмов может быть весьма высоким. Шк, количество рибулезобифосфаткарбоксилазы у фототрофных бактерий иногда достигает 40 - 60 % от всех растворимых белков. Многие микроорганизмы образуют ферменты, которые в большом количестве выделяются в культу-ральную среду. Эти ферменты в основном принадлежат к гидролазам, расщепляющим белки, крахмал, целлюлозу, жиры и другие не растворимые в воде вещества. [39]
Реакцию ( 3) катализирует пируват: формиат-лиаза. Этот фермент есть у многих анаэробных бактерий, выделяющих муравьиную кислоту ( муравьинокислое брожение, разд. Entero-bacteriaceae, но встречается также у фототрофных бактерий. [40]
Анаэробные фототрофные бактерии нуждаются в экзогенном доноре водорода. Они способны использовать Н2, сероводород, элементарную серу, тиосульфат, органические кислоты, спирты, сахара и даже некоторые ароматические соединения. Молекулярный водород используется очень многими, но отнюдь не всеми фототрофными бактериями. [41]
Поскольку фототрофные бактерии должны выживать и ночью, не удивительно, что и в анаэробных условиях в темноте все же происходят энергетические процессы. Конечные продукты анаэробного темнового метаболизма - СО2, ацетат, пропионат и сероводород. Однако в анаэробных условиях в темноте могут расти лишь отдельные виды фототрофных бактерий. [42]
Сульфидогенное сообщество играет чрезвычайно большую роль в морских условиях, причем большая часть органического вещества в донных осадках разлагается по этому пути. Ограничивающим фактором служит приток сульфата извне. Регенерация сульфата возможна двояким путем: либо H2S окисляется в аэробных условиях, либо анаэробно окисляется в сульфат аноксиген-ными фототрофными бактериями. [43]
При отсутствии в пробе растений можно определять биомассу фототрофных водорослей и бактерий, измеряя количество хлорофилла. По концентрации хлорофилла а судят о содержании биомассы водорослей и цианобактерий после экстракции пробы хлороформ / метанол ьной смесью с последующим измерением поглощения при 665 нм. Поглощение того же экстракта, измеренное при 850 нм, будет отражать количество всех бактериохлорофил-лов, таким образом оценивают количество пурпурных фототрофных бактерий. [44]
 |
Морфология разных представителей пурпурных бактерий.| Морфология разных представителей пурпурных и зеленых серобактерий. [45] |
Страницы: 1 2 3 4