Метанотрофа

Cтраница 1

Метанотрофы могут соокислять и другие органические соединения, но как источник углерода и энергии используют только метан. [1]

Метанотрофы - строго специализированные организмы, имеющие высокие сродство к метану и способные извлекать его из атмосферы при концентрации 1700 ppb. Известные метанотрофы представлены нейтро-фйльными и мезофильными организмами. [2]

Все метанотрофы входят в классы Alphaproteobacteria и Gammaproteobacteria филума В12 Proteobac-teria. Внутрицитоплазматическая мембранная система I типа представляет собой стопки тарелочек, II тип этой системы имеет мембраны, параллельные ЦПМ и не пересекающие центр клетки. Только у одного недавно выделенного рода Methylocella обнаружено уникальное строение этой системы в виде мембранных везикул. [3]

Среди микроорганизмов метанотрофы занимают особое место. Они осуществляют уникальную в живом мире реакцию синтеза метана и играют важнейшую роль в биосферных механизмах. [4]

До последнего времени не были известны метанотрофы, способные развиваться в экстремальных условиях. Только недавно у нас найдены ацидофильные формы, растущие при рН 4 - 5, алкало-рильные и психрофильные организмы с оптимумом вплоть до 2 С. [5]

Вместе с ними нередко рассматриваются окисляющие СН4 метанотрофы, а с последними - т - метилотрофы. Объединение метанотрофов с нитрификаторами не случайно, поскольку организмы имеют много общего в морфологии, обладая развитой системой внутрицитоплазматических мембран и сходным первым ферментом подготовительного обмена - метан ( или аммоний -) монооксигеназой. Хемолитотрофы относятся к высокоспециализированным организмам ( монотрофам) и находятся вне конкуренции за донор электрона в экологических нишах. [6]

Среди организмов окислительного фильтра характерны хемо-литотрофы и метанотрофы. Окисляемыми соединениями являются СН4 для метанотрофов, Н2 для водородных бактерий, СО - для карбоксидобактерий, NH3 - для нитрификаторов, H2S - для серобактерий, устойчивые к окислению соединения серы, как тиосульфат-для тионовых бактерий. [7]

Большинство сульфатвосстанавливающих бактерий ( представители родов Desulfotomaculum, Desulfobacterium, Desulfonema и др.) окисляют ацетат; среди микроорганизмов существуют метилотрофы и метанотрофы ( Methylobacter, Methylococcus, Methylocystis и др.), утилизирующие метанол, метан, метилированные амины и другие источники углерода. [8]

Например, в анаэробном сообществе гидролитики представлены клостридиями, а взаимодействующие с ними диссипотрофы - спирохетами; взаимодействующие с грамположительными молочнокислыми бактериями сульфатредукторы - протеобактерии; взаимодействующие с синтрофными эубактериями метаногены - архебактерии. В свою очередь, метанотрофы, полностью зависящие от продукции метана архебактериями, относятся к протеобактериям. Аэробных целлюлозолитиков цитофаг сопровождают простекобактерии, относящиеся к протеобактериям. Эта обнаруженная нами тенденция указывает на совершенно иной путь формирования сообщества, чем дивергенция внутри одной фундаментальной экологической ниши. Сообщество собирается из разнородных организмов, которые оказываются вместе в одном местообитании. Сообщество конструируется из генетически разнородного материала, который функционально взаимодополняет друг друга по требованиям формирования устойчивой системы. Взаимодействие отражает тенденцию, прямо противоположную дивергенции: наиболее тесно взаимодействующими оказываются неродственные организмы. Сообщество бактерий, располагающееся на первых ступенях эволюции и не имеющее предшественников, изначально требует функционального разнообразия. [10]

Электронная микрофотография R.| Электронная микрофотография тонкого среза клетки патогена рыб Aeromonas salmonicida. Четко видна трехслойная мембрана, отграничивающая цитоплазму. [11]

Цитоплазма каждой клетки окружена мембраной, которая отграничивает клетку от клетки и от окружающей среды. Клетки эукариот имеют, кроме того, многочисленные внутриклеточные мембраны, которые отделяют внутренний объем органелл, обеспечивающих специализированные метаболические функции. Бактерии и археи обычно лишены внутрицитоплазматических мембран ( исключением являются метанотрофы, фототрофы и нитрифицирующие бактерии) и содержат только ЦПМ, которая состоит из простых фосфоли-пидов, образующих мембранный бислой, куда погружены многочисленные белки. Этот бислой обладает свойством избирательной проницаемости, препятствуя свободному продвижению большинства веществ внутрь клетки и из нее. [12]

Наибольшую трудность в корреляции филогенетической и функциональной систематики представляет наиболее многочисленный и разнообразный комплекс цианобактерий, протеобакте-рий, грамположительных организмов. Murray), что этот комплекс отражает свое происхождение из циано-бактериального сообщества как стволовой эволюционной группировки микроорганизмов. Для грамотрица-тельных организмов вместо обозначения пурпурные бактерии и их родственники был предложен класс Proteobacteria. Протео-бактерии, ветви которых оцениваются в ранге подклассов, пока обозначаемых греческими буквами, попытались разделить на экологические группировки. Альфа-подкласс включает группу пурпурных несерных бактерий, почкующиеся и простекобакте-рии, ризобии и агробактерии; среди органотрофов этого подкласса относительно много олиготрофов и организмов, связанных с высшими растениями. В бета-подкласс входят газотрофы, например, метанотрофы и нитрификаторы, составляющие естественную группу по особенностям строения клетки с мощным мембранным аппаратом и обменом, основанным на окислении газов анаэробного происхождения. Гамма-подкласс включает группы органотрофных копиотрофов: факультативных анаэро-бов-бродильщиков ( энтеробактерий и вибрионов), типичных аэробных окислителей ( псевдомонад), а также бесцветные серобактерии, серные пурпурные бактерии. Дельта-подкласс объединяет функционально крайне различные группы сульфатредуциру-ющих бактерий, бделловибрионов, миксобактерий, занимающих противоположные позиции в трофической системе. Корреляция филогенетических групп протеобактерий с экологическим положением в системе носит характер лишь общей тенденции с многочисленными отклонениями. [13]

Некоторые почвенные микроорганизмы взаимодействуют с земной атмосферой. Из экзотических явлений можно отметить способность Pseudomonas syringae синтезировать белок, который служит ядром формирования льда на поверхности листьев и снега в грозовых тучах. Такой снегоформирующий почвенный микроорганизм может влиять на погоду в глобальном масштабе. Почвенные микробы оказывают положительное влияние на атмосферу, разрушая такие воздушные загрязнители, как метан, водород, СО, бензол, трихлорэтилен, формальдегид. Почвенные микроорганизмы оказывают большое влияние на глобальное содержание разных газов. Относительно стабильные газы - СО2, NO, N2O и метан. Эти газы называют парниковыми газами, так как они отражают тепловые лучи, не позволяя теплу уходить от поверхности Земли, и вызывают глобальное потепление. Метан может потребляться метанотрофами, обитающими в почве и воде. Критическим фактором, влияющим на потребление метана почвой, является концентрация иона аммония. При увеличении содержания аммония в почве из-за сельскохозяйственной деятельности или вследствие загрязнения потребление метана снижается. Таким образом почвенные и водные метанотрофы могут рассматриваться как своеобразный бактериальный газовый фильтр. [14]

Страницы: 1