Железобактерии хемосинтезирующие: способ питания, примеры, являются ли паразитами

В природных водах среднее содержание железа (в пределах 0,01-26 мг / л). Кроме того, он содержится в организме животных, бактерий и растений.

Также в тканях и внутренних органах людей есть железо, которое поступает в организм вместе с пищей. Потребность для взрослого человека составляет 11-30 мг. Избыток железа приводит к гемохроматозу и тяжелому поражению внутренних органов.

Что делать в такой ситуации? Для начала рекомендуем. В этой статье подробно описаны методы борьбы с паразитами. Также рекомендуем обратиться к специалисту.

Хемосинтетические железобактерии: способ питания, примеры, паразиты

Кто такие железобактерии?

Существует большая группа микроорганизмов, которые получают энергию, необходимую для своей жизнедеятельности, за счет окислительных реакций неорганических веществ. Такие микроорганизмы называются литотрофами (от греческих слов lithos stone и food trophy). К ним относятся железобактерии. Железные бактерии — аэробные микроорганизмы, то есть кислород необходим для их жизни.

Эти микроорганизмы, обитающие в природе, являются обитателями почвы, пресных, соленых или кислых источников, болот.

Железобактерии условно можно разделить на две группы:

  1. Не используйте энергию, выделяющуюся при окислении железа, на протяжении всей жизни. Это нитчатые железобактерии и свободноживущие одноклеточные микоплазмы.
  2. Ацидофильные железобактерии, получающие энергию за счет окисления железа.

Хемосинтетические железобактерии: способ питания, примеры, паразиты

Немного истории

Можно сказать, что железобактериям поначалу не повезло.

Открытая в 1836 году Эренбергом, эта группа микроорганизмов долгое время оставалась загадкой для микробиологов. Сам автор ничего конкретного об обнаруженных им микробах сказать не смог. А шесть лет спустя, в 1843 году, он объявил, что это водоросли.

Прошло полвека. И сложно сказать, сколько времени железобактерии должны были быть причислены к водорослям, если бы ими не интересовался известный российский микробиолог Сергей Николаевич Виноградский. Именно он в 1888 году окрестил эту группу микроорганизмов современным названием — железобактерии.

Виды железобактерий

Нитчатые микроорганизмы (Sphaerotilus, Leptothrix)

Эти виды обитают в природе в среде с присутствием солей железа, имеют форму стержня и жгутиков, которые позволяют им передвигаться. Осуществляя питание методом хемосинтеза (окисление неорганических соединений до органических), железобактерии и их «спутники» серобактерии сосуществуют вместе. Способен образовывать без ветвления пряди длиной до 1 см.

Особенностью нитчатых железобактерий является наличие слизистой оболочки, называемой влагалищем. Собирает оксид железа или марганца. Они могут свободно выходить из цилиндрической оболочки, после чего создают новую. Раковины — это скопления ржавых пятен, которые вторично загрязняют поверхность воды и почву. Мертвые бактерии образуют большие минеральные отложения на дне болот.

Они могут прикрепляться к субстрату и путешествовать таким образом, плавая в бассейне. Особенно большое количество железобактерий наблюдается в водах, где производятся выбросы химических производств, содержащие соли оксида железа. Чаще всего они селятся в водопроводных трубах, являясь виновником своего колодца.

Окисляющие железо микоплазмы (Gallionella)

Этот тип железобактерий состоит из бобовидных клеток, которые откладывают гидроксид железа на вогнутой стороне. У них нет клеточной стенки, но есть фибриллы (длинные белковые разрастания, похожие на жгутики). Микоплазмы ведут колониальный образ жизни, по способу питания они сапротрофны, то есть уничтожают мертвые останки других организмов.

Читайте также:  Микоплазма и уреаплазма у женщин и мужчин: пцр, мазки, посев и методы лечения

Хемосинтетические железобактерии: способ питания, примеры, паразиты

Ацидофильные железобактерии (Thiobacillus ferrooxidan, Leptospirillum ferooxidans)

Thiobacillus ferrooxidan относится к тионобактериям, также может окислять восстановленные соединения серы, также является серной бактерией, в отличие от бактерии железа Leptospirillum ferooxidans.

Бактерии широко распространены в природе: в почве, в сульфидных месторождениях, в источниках и кислых озерах с высоким содержанием оксида железа. Они живут в местах залежей угля и золота. Они совершенно безвредны для людей, устойчивы к низким температурам.

Способен окислять оксиды металлов, используя диоксид углерода в качестве источника углерода. В средах с содержанием кислорода процесс выщелачивания металла ускоряется. Поэтому для искусственного обогащения полезных ископаемых применяется метод орошения минеральных отвалов специальными растворами серы, содержащими двухвалентное железо, а также дополнительная подача воздуха.

Аналогичным образом обогащается около 5% всей добываемой в мире меди и получается уран.

Круговорот железа в природе

Из-за жизнедеятельности железобактерий (нитчатых бактерий и отдельных железобактерий) цикл железа происходит в природе. Они окисляют железо до гидроксида железа, а углерод получают из углекислого газа. Таким образом, железобактерии получают энергию для своей жизнедеятельности, а после смерти поселяются в почве в виде болотного минерала.

Хемосинтетические железобактерии: способ питания, примеры, паразиты

Области применения железа

В чистом виде железо хрупкое, поэтому его практически не используют. Он используется для генерации электромагнитов, как катализатор химических реакций и т.д.

Этот металл в основном используется в виде сплавов. На их долю приходится 95% всей металлопродукции. Железо является основным компонентом стали и чугуна. Сталь содержит меньше углерода, чем чугун, и поэтому более пластична и более устойчива к сильным ударным нагрузкам, чем железо.

Железо также входит в состав никеля и других сплавов, используемых в электротехнике, железо-воздушных и железоникелевых батареях.

Производятся материалы на основе железа, способные выдерживать низкие и высокие температуры, агрессивные среды, ядерное излучение, вакуум и высокое давление и т.д.

Железо относится к группе металлов, широко используемых во всех отраслях народного хозяйства и народного хозяйства. Чугун и сталь стали основой современных технологий. При их участии развитие тяжелой промышленности, различного наземного транспорта и др.

Как были открыты железобактерии?

Железо — один из самых распространенных элементов в природе. По количественному содержанию в земной коре (до глубины около 15 километров) он занимает третье место, уступая только алюминию и кремнию. В породах, составляющих эту доступную нашему наблюдению часть земной коры, железо содержится как в оксидах, так и в кислотных соединениях. В чем разница между этими двумя типами подключений? На первый взгляд может показаться, что разница между ними невелика: в двухвалентных соединениях железо двухвалентное, а в оксидных — трехвалентное, но посмотрите, к чему это приводит.

Природные оксидные соединения в воде практически нерастворимы, а железистые, например железный шпат, довольно легко растворяются под действием свободной углекислоты. Именно в этой форме растворенных соединений двухвалентного железа содержится железо в воде природных источников железа. Растворы двухвалентных солей железа приготовить несложно и искусственно.

Читайте также:  Возбудители сибирской язвы: кто возбудитель, характеристики, переносчики

А если такие растворы дать постоять на воздухе, то со временем на дне колб появится растворенный коричневый осадок. Это гидратированный оксид железа. Растворы окисляются, двухвалентное железо переходит в форму трехвалентного оксида. Однако в лабораторных условиях, в искусственных растворах без катализаторов (веществ, ускоряющих протекание реакции) этот процесс идет медленно, очень медленно. Превращение ионов двухвалентного железа в трехвалентное происходит намного быстрее, и образование такого же осадка можно наблюдать дома в бутылке с обычной минеральной водой.

Но с еще большей скоростью этот процесс происходит в природе, в естественных водоемах.

Здесь есть катализаторы — микроорганизмы — простой опыт. Добавьте немного карболовой кислоты в свежую двухвалентную воду (убейте микробы), и осадок не образуется, вода останется прозрачной.

Именно эти бактерии ускоряют реакцию окисления двухвалентных соединений железа, которые Виноградский назвал железобактериями.

Хемосинтетические железобактерии: способ питания, примеры, паразиты

Но бактерии, так сказать, не работают бесплатно. Реакции, в которых двухвалентное железо превращается в трехвалентное, протекают с выделением свободной энергии. А поскольку у железобактерий эта реакция происходит в протоплазме, в организме самих бактерий, выделяемая энергия используется для обеспечения жизненно важных процессов, обмена веществ. Конечным продуктом этого обмена является нерастворимый гидроксид железа: трубы, проволока и чешуя, покрывающие дно естественных водоемов.

Объяснение способа кормления железобактерий составило суть одного из открытий Виноградского. Путем множества экспериментов ученый доказал, что на Земле живут организмы, для которых металл служит хлебом насущным.

Особенности жизнедеятельности железобактерий, их способ получения энергии казались настолько удивительными, что далеко не сразу были признаны всеми учеными. Спор между сторонниками Виноградского и школой немецкого физиолога Молиша, отрицавшего столь странный способ существования микробов, длился полвека.

До начала нашего века структура железобактерий также оставалась неизученной. Полые трубочки из гидратированного оксида железа — «фигурные продукты обмена», как называл их Виноградский, долгое время оставались источником недоразумений и разочарований. Спустя почти 100 лет после открытия Эренбергом железных бактерий исследователи ошибочно приняли пустые безжизненные нити «болотного хлопка» за сами бактерии.

Серьезная попытка описания строения и изучения развития одного из видов рода Leptotrix была предпринята в 1907-1910 годах англичанином Эллисом. Его вывод оказался неожиданным: протоплазма клеток железобактерий не имеет структуры и полностью растворима в соляной кислоте.

Ученый повторил ошибку своих предшественников, идентифицировав вещество пустых влагалищ и пузырьки воздуха, появляющиеся в них при высыхании препарата, с протоплазмой бактериальных клеток. Эллис никогда не видел исходных клеток железных бактерий.

Впервые это удалось известному советскому микробиологу Холодному. Этот скромный и очень управляемый человек обладал даром экстраординарного экспериментатора, который решал самые сложные микробиологические проблемы с помощью гениальных экспериментов в их простоте.

Вот обычная пробка и в одном углу вставлено несколько тонких покровных стекол. Казалось бы, что здесь особенного? Но посмотрим, что будет дальше.

Крышки помещают в аквариумы так, чтобы вставленные в них стаканы были погружены в воду. Его добывают из природных водоемов и, конечно же, в нем обитают самые разные микроорганизмы.

Читайте также:  Дизентерийная амеба: жизненный цикл, строение, схема, стадии развития

Хемосинтетические железобактерии: способ питания, примеры, паразиты

Пройдет время, и микробы начнут заселять бесплатные квартиры, предоставленные им экспериментатором: кусочки стекла. Теперь остается только вывезти повозки, снять очки и изучить их популяцию под микроскопом. Так и поступил Холодный.

В одном из опытов среди других жителей ученый увидел удивительное микроскопическое дерево. Он был прикреплен к стакану своей ножкой, а его ветви свободно плавали в воде. Но что особенно поразило исследователя, так это предельно правильное ветвление крохотного «растения».

Его стебель всегда строго разделялся на две ветви, которые, в свою очередь, через определенный промежуток времени также разделялись на две и т.д. Кроме того, было легко увидеть, что и стебель, и ветви были скрученными лентами по спирали. Найденный организм вызвал у ученого большой интерес. Началось кропотливое и тщательное изучение загадочного дерева. Препарат готовили после приема препарата. Опыт сменяется опытом. Только после долгой работы решение пришло.

«Дерево» оказалось железной бактерией, давним знакомым микробиологов, описанной Эренбергом и принятой им за диатомовые водоросли. Почти 100 лет ученые натыкались на фрагменты этого «дерева», считая их целыми микроорганизмами и относя их к тому или иному роду железобактерий. Академик Холодный первым увидел все «дерево.

Работа продолжалась, и вскоре стало ясно, что «дерево» было просто мертвым образованием из гидратированного оксида железа. Сами бактерии находятся на концах ветвей, и каждая из них представляет собой отдельную клетку.

Все «дерево» тоже вырастает из клетки, которая, разделившись пополам, дает начало двум новым ветвям, затем каждая снова делится и так далее.

Так был раскрыт один из секретов железобактерий и положен конец многовековым заблуждениям и заблуждениям. Обнаруженный 100 лет назад как водоросль, а затем его долгое время ошибочно принимали за нитчатую бактерию, этот организм оказался одноклеточным микробом.

С 1930-х годов изучение железобактерий, их структуры, жизнедеятельности и распространения в природе приобрело серьезную научную основу. Сам Николай Григорьевич Холодный много сделал. Он открыл семь новых, до сих пор неизвестных видов железобактерий. Четыре из них относятся к нитчатым железобактериям рода Leptotrix.

Тем не менее, «если мы оценим результаты более чем столетних исследований группы железобактерий по количеству« хороших видов », обнаруженных за этот период, — пишет академик Холодный, — то мы должны признать, что эти результаты очень хороши незначительны.Наши сведения о строении и истории развития железобактерий также очень скудны.При описании некоторых форм часто приходится ограничиваться только указанием формы и размеров их клеток.Мы еще ничего не знаем о природа питания и другие формы дыхания».

Победить паразитов можно!

— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

  • Эффективно уничтожает большинство видов гельминтов за 21 день.
  • Защищает печень, сердце, легкие, желудок, кожу от паразитов;
  • Он выводит из организма продукты жизнедеятельности паразитов.
  • Не вызывает побочных эффектов;
  • Абсолютно безопасно;
  • В состав входят только натуральные компоненты;

Теперь действует программа льготной бесплатной упаковки. Читать .

Ссылка на основную публикацию