Cтраница 3
В зависимости от используемых источников углерода микроорганизмы делятся на две группы: автотрофов и гетеротрофов. [31]
Есть также ряд данных, позволяющих предполагать, что ограниченные возможности некоторых автотрофов использовать органические соединения обусловлены определенными нарушениями ферментных систем, участвующих в их метаболизме. Известно, что многие автотрофные микроорганизмы, которые плохо или совсем не растут на органических средах, не проявляют активности а-кетоглутаратдегидрогеназы. Поэтому полный цикл трикарбоновых кислот, через который происходит окисление ацетата и других органических кислот, у них действовать не может. Все это ограничивает использование органических соединений и в конструктивных процессах. [32]
Помимо практических задач, изучение водородных бактерий представляет большой интерес для понимания особенностей автотрофов и регуляции их метаболизма. [33]
Пищевая специализация в наиболее общей форме выражена в подразделении всех живых организмов на автотрофов и гетеротрофов. Первые в циклах биогенного круговорота составляют уровень продуцентов, вторые - консументов и редуцентов. Автотрофы, используя энергию солнечной радиации ( фотосинтетики) или химических связей ( хемосинтетики), из углекислого газа, воды и минеральных элементов синтезируют основные классы органического вещества: углеводы, жиры ( липиды), белки, нуклеиновые кислоты и др. Значение этих веществ для жизни организмов неодинаково. [34]
Первичными источниками органических веществ почвы и биосферы являются так называемые первичные продуценты, или автотроф ы - организмы, способные к самостоятельному синтезу органического вещества из минеральных соединений. В наземных экосистемах по давляющую часть первичной продукции производят зеленые растения. [35]
Увеличение числа гетеротрофов должно было привести к уменьшению пищевых ресурсов первичного бульона, и возникшая конкуренция ускорила появление автотрофов. [36]
Некоторые исследователи считают, что исходные органические субстраты или продукты их метаболизма могут оказывать токсическое действие на определенные виды автотрофов. [37]
В дополнение к только что упомянутым фактам, весьма значительно осложняющим проблему, было обнаружено, что ферментные системы автотрофов, способные к восстановлению сульфатов и нитратов, обычно находятся в репрессированном состоянии. [38]
Функционирование живых организмов, в т.ч. и биохимические реакции синтеза, осуществляются за счет энергии выделяющегося при разложении органического вещества в процессе дыхания, поэтому метаболическая мощность экосистемы представляет собой сумму мощностей дыхательных процессов всей совокупности живых организмов экосистемы, как автотрофов так и гетеротрофов. [39]
С растениями, формирующими автотрофный блок БГЦ, тесно связаны гетеротрофы - организмы, питающиеся растительной массой. Совокупность взаимосвязанных автотрофов и гетеротрофов образует консорцию - биологическую систему, где центральным членом, ядром или консортом-детерминантом являются растения. Отличительная черта консорции - не только трофически-энергетическая и топическая связь консортов с центральным членом ( ядром), но и общность их эволюционного процесса, взаимного приспособления друг к другу в течение длительной коадаптации. [40]
Необходимую для них энергию эти бактерии обычно получают, вызывая экзотермические окислительные реакции. Каждый вид автотрофа способен возбуждать какой-нибудь строго специфический окислительный процесс. [41]
Если прокариоты выращивать на средах, где источник углерода - одно -, двух - или трехуглеродные соединения, то необходимые сахара ( в первую очередь С6) они должны синтезировать из имеющихся в среде источников углерода. У подавляющего большинства автотрофов на среде с С02 в качестве единственного источника углерода сахара синтезируются в реакциях восстановительного пентозофосфатного цикла. У гетеротрофов на среде с С2 - и С3 - соединениями для синтеза необходимых Сахаров используются в значительной степени реакции, функционирующие в ка-таболическом потоке, например в гликолитическом пути. Однако поскольку некоторые ферментативные реакции этого пути необратимы, в клетках гетеротрофных прокариот, способных использовать двух - и трехуглеродные соединения, сформировались специальные ферментативные реакции, позволяющие обходить необратимые реакции катаболического пути. [42]
При этом у них действуют системы ассимиляции углекислоты, не свойственные другим организмам, что обусловлено наличием особых ферментов. К числу таких автотрофов принадлежат некоторые метанобразугощие, ацетатобразующие и сульфатредуцирующие бактерии. Внимание, проявляемое к анаэробам, объясняется возможностью получения Б результате их деятельности этанола, бутанола, метана, ацетата и других полезных продуктов при переработке растительных остатков и другого дешевого сырья. Культивирование анаэробов исключает необходимость аэрирования и перемешивания питательной среды; снижается возможность инфицирования, вызываемого недостаточной стерильностью воздуха. Кроме того, использование анаэробных микроорганизмов позволяет проводить процесс в больших емкостях с высоким слоем среды. [43]
Красновскому первичными аппаратами для использования энергии света были, вероятно, порфирины. У наиболее древних видов бактерий - автотрофов - обнаружено наличие свободных порфиринов. Бактерии действовали в восстановительной атмосфере, которая была характерна для ранних периодов истории Земли, и содержали восстановленную форму порфирина. Однако свободные порфирины в силу особенностей их спектра не могут обеспечить достаточно полного использования видимой части солнечного спектра. [44]
В общем случае существование гетеротрофных организмов немыслимо без существования автотрофов. В главных сферах распространения жизни мир автотрофов и гетеротрофов образует сложную, неразрывную и взаимно уравновешенную систему. [45]