Пурпурные бактерии: тип питания, процесс фотосинтеза, кем являются по типу

Что такое пурпурные бактерии? Эти микроорганизмы пигментированы бактериохлорофиллами a или b, а также различными каротиноидами, которые придают им окраску от пурпурного, красного, коричневого и оранжевого.

Это довольно разнообразная группа. Их можно разделить на две группы: пурпурные серные бактерии и простые пурпурные бактерии (Rhodospirillaceae). В документе Frontiers in Energy Research за 2018 год предлагается использовать их в качестве биологических ресурсов.

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

Пурпурные бактерии — это разнообразная группа фотосинтезирующих протеобактерий, обитающих в пресной и соленой воде. Пурпурные бактерии относятся к классам протеобактерий альфа, бета и гамма.

Что собой представляют пурпурные бактерии?

Современная наука определила более 50 видов фотосинтезирующих прокариот. Типы морфологически различаются:

  • стержневидные, сферические, изогнутые;
  • движимое и недвижимое;
  • одиночные, цепочки, колонии.

Пурпурные бактерии размножаются в основном делением. Но некоторым видам этих фотосинтетических микроорганизмов присуща бутонизация.

Подвижные виды пурпурных и зеленых бактерий перемещаются с помощью жгутиков. Они могут быть одиночными или образовывать целую группу.

Физиологически фотосинтезирующие микроорганизмы делятся на два семейства:

  1. Несернистые пурпурные бактерии используют в качестве сырья аминокислоты и мочевину.
  2. Пурпурные серные бактерии способны накапливать серу в клетках. Сероводород используется для фотосинтеза.

Пурпурные бактерии являются автотрофными и хемоорганотрофными. Автотрофный тип питания присущ пурпурным и зеленым бактериям, обитающим в чистых минеральных средах. Углекислый газ служит для них сырьем.

К хемоорганотрофам относятся несернистые пурпурные бактерии, поскольку для правильного питания им нужна органическая ткань. В частности, этим фотосинтезирующим микроорганизмам необходимы витамины. Их потребности, в зависимости от типа прокариот, неодинаковы.

Особенности пурпурных бактерий

Биология

Пурпурные бактерии в основном фотоавтотрофны, но известны также хемоавтотрофные и фотогетеротропные виды. Они могут быть миксотрофными, способны к аэробному дыханию и ферментации.

Фотосинтез пурпурных бактерий происходит в реакционных центрах на клеточной мембране, где фотосинтетические пигменты (например, бактериохлорофилл, каротиноиды) и связывающие пигменты белки вводятся в кишечник с образованием специальных парных пузырьков, канальцев или пластинчатых пластин. Это называется интрацитоплазматической мембраной (ICM), которая имеет большую площадь поверхности для максимального поглощения света.

Сера вместо кислорода

Пурпурные бактерии, не содержащие серы, были первыми бактериями, у которых был обнаружен фотосинтез без побочного продукта кислорода. Вместо этого их побочным продуктом является сера. Это было продемонстрировано, когда впервые были установлены реакции бактерий при различных концентрациях кислорода. Было обнаружено, что бактерии быстро удаляются от малейшего следа кислорода. Затем был проведен эксперимент, в котором использовалась пластинка с бактериями, и свет фокусировался на одной ее части, а другая оставалась в темноте. Поскольку бактерии не могут выжить без света, они движутся по кругу света. Если бы побочным продуктом их жизни был кислород, расстояние между людьми становилось бы все больше и больше по мере увеличения количества кислорода. Но из-за поведения пурпурных и зеленых бактерий в сфокусированном свете был сделан вывод, что побочным продуктом фотосинтеза бактерий не может быть кислород.

Читайте также:  Лейшманиоз, кожный, висцеральный, возбудитель, симптомы, диагностика, заражение, лечение

Исследователи предположили, что некоторые пурпурные бактерии сегодня связаны с митохондриями, симбиотическими бактериями в клетках растений и животных, которые действуют как органеллы. Сравнение их белковой структуры показывает, что существует общий предок этих структур. Подобное строение имеют также пурпурные бактерии и гелиобактерии.

Классификация

Пурпурная группа бактерий делится на два семейства, Chromatiaceae и Ectothiorhodospiraceae, которые соответственно производят внутренние и внешние гранулы серы и демонстрируют различия в структуре своих внутренних мембран. Они являются частью отряда Chromatiales, включенного в гамма-подразделение Proteobacteria. Род Halothiobacillus также включен в Chromatiales в своем собственном семействе, но не является фотосинтетическим.

Какие бывают фототрофные бактерии?

Фототрофные бактерии, осуществляющие аноксигенный фотосинтез, делятся на две большие группы: пурпурные бактерии (Rhodospirillales) и зеленые бактерии (Chlorobiales).

Представители этих двух отрядов существенно различаются по цитологическим и физиологическим характеристикам, а также по характерным пигментам.

Пурпурные бактерии (Rhodospirillales)

Общим для всех представителей Rhodospirillales является то, что их фотосинтетический аппарат (светособирающие системы и реакционные центры) расположен на внутренних мембранах (тилакидах), образованных инвагинациями плазматической мембраны.

Морфология тилакоидных структур может существенно различаться у разных видов. Различают пузырчатую, трубчатую и пластинчатую формы. Типичным хлорофиллом этой группы бактерий является (за некоторыми исключениями) бактериохлорофилл а. Все эти бактерии способны связывать CO2 в рибулозо-бисфосфатном цикле и использовать органические соединения в качестве доноров водорода и (или) источников углерода.

В зависимости от их способности использовать элементарную серу в качестве донора электронов, в пурпурной группе бактерий есть два семейства: пурпурные серные бактерии, или Chromatiaceae (ранее Thio-rhodaceae), и пурпурные несернистые бактерии, или Rhodospirillaceae (ранее Thio- rhodaceae) Athiorhodaceae).

Пурпурные серные бактерии (Chromatiaceae). Большинство пурпурных серных бактерий (пурпурные серные бактерии) можно легко распознать по внутриклеточным серным включениям в виде сильно преломляющих светящихся сфер. Chromatium okenii (толщина 5 мкм и длина 20 мкм) и Thiospirillum jenense (толщина 3,5 мкм и длина 50 мкм) — гиганты среди бактерий. Они давно привлекают внимание микроскопистов; они изучают движение с помощью жгутиков, а также двигательные реакции на различные раздражители. Chromatium warmingii отличается от C okenii несколько меньшим размером ячеек и полярным расположением включений серы. Крупные представители этого рода имеют форму почки, а мелкие — короткие палочки. К ним относятся Chromatium vinosum, штамм D, на котором были проведены важные исследования бактериального фотосинтеза. Thiocystis (T violacea, T gelatinosa) характеризуется сферическими подвижными клетками. У Thiocapsa roseopersicin и T pfennigii клетки также имеют сферическую форму, но они неподвижны. Многие виды пурпурных серных бактерий имеют газовые вакуоли. Это сферические подвижные бактерии Lamprocystis roseopersicin, а также неподвижные формы — Amoebobacter (сферические клетки), Thiopedia (эллипсоидные клетки), Thiodictyon (палочковидные клетки).

Читайте также:  Токсоплазмоз глаз: симптомы поражения сетчатки глаз, методы лечения

Особенностью Chromatiaceae является то, что при окислении H2S сера откладывается в их клетках в качестве промежуточного продукта. Представители Ectothiorhodospira (E mobilis, E halophila) откладывают серу не в цитоплазме, а вне клеток и в дальнейшем окисляют ее до сульфата.

Chromatiaceae обладают везикулярными тилакоидами (хроматофорами), которые обычно заполняют всю клетку. В настоящее время известно только два исключения: у вида Ectothiorhodospira тилакоиды образуют груды пластинок, а у Thiocapsa pfennigii — трубчатые.

  • Род Ectothiorhodospira — Spirilla с полярными жгутиками (внешнее отложение серы)
  • Род Halorhodospira — Spirilla, крайние галофилы (внешнее месторождение серы)

нет газовых вакуолей

  • Род Thiocapsa — дипококки и тетрады, неподвижные
  • Род Chromatium — овальные палочки с полярными жгутиками
  • Род Thiorhodovibrio — спириллы малые
  • Род Thiocystis — клетки сферической или овальной формы с полярными жгутиками
  • Род Rhabdochromatium — большие стержни (1,5-1,7 × 16-32 мкм)
  • Род Thiospirillum — спириллы крупные с полярными жгутиками

есть газовые вакуоли

  • Род Lamprobacter — палочки с полярными жгутиками
  • Род Amoebobacter — клетки неправильной формы, неподвижные сферические или овальные
  • Род Thiodiction — фиксированные палочки, образующие сетку
  • Род Lamprocystis — клетки сферической или овальной формы с полярными жгутиками
  • Род Thiopedia — неподвижные сферические клетки в плоских тетрадах

Пурпурные несернистые бактерии (Rhodospirillaceae). Большинство известных бактерий этой группы можно отнести к двум родам. Палочковидные виды объединены в род Rhodopseudomonas; Названия видов в основном связаны с их физиологическими характеристиками: R palustris, R viridis, R acidophila, R blastica и R sulfidophila. Спириллоидные формы принадлежат к роду Rhodospirillum; Виды R rubrum, R salexigenes, R fulvum, R molischianum и R photometricum различаются по размеру и окраске. У несернистых пурпурных бактерий тилакоидные структуры имеют совсем другую форму.

Особое положение среди Rhodospirillaceae занимают Rhodomicrobium vannielii и Rhodocyclus purpureus. Первый из этих видов размножается почкованием; дочерние клетки остаются связанными с родительской клеткой посредством нитей гиф или отделены от нее, образуя клетки с перитрихальными жгутиками. Rhodocyclus purpureus — единственная стационарная форма в этом семействе; клетки имеют форму полукольца; Аппарат фотосинтеза, вероятно, расположен в плазматической мембране, в которой обнаруживаются очень маленькие инвагинации.

Читайте также:  Уреаплазма уреалитикум парвум у мужчин: симптомы, препараты, как лечить

Сероводород подавляет рост многих несульфидных пурпурных бактерий; однако некоторые виды устойчивы к H2S или даже используют его в качестве донора водорода в процессе фиксации CO2. Rhodo-pseudomonas sulfidophila и R palustris окисляют сероводород до сульфата без образования серы в качестве промежуточного продукта.

  • Род Rhodopseudomonas — палочки с полярными жгутиками, размножаются почкованием
  • Род Rhodospirillum — Спириллы с полярными жгутиками
  • Род Rhodocyclus — кольцевидные изогнутые клетки
  • Род Rhodobacter — стержни, размножаются бинарным делением
  • Род Rhodoferax — витые палочки
  • Род Rhodovulvum — яйцевидные клетки
  • Род Rhodopila — крупные сферические ацидофильные клетки (pH 5,0)
  • Род Rubrivivax — палочки витые

Зеленые бактерии (Chlorobiales)

Хлоробиалы характеризуются наличием хлоросомных органелл, содержащих пигмент и прилегающих к плазматической мембране. Хлоросомы содержат характерный для этой группы бактерий бактериохлорофилл (BChl c, doe) — светособирающий пигмент. Кроме того, эти бактерии также имеют небольшое количество бактериохлорофилла а, который напрямую связан с центрами фотосинтетических реакций и локализован в плазматической мембране. Зеленые бактерии отличаются от пурпурных отсутствием рибулозобисфосфаткарбоксилазы; следовательно, они не могут фиксировать CO в рибулозо-бисфосфатном цикле.

Chloroflexacee. Зеленая фототрофная бактерия Chloroflexus по своей форме и способу передвижения относится к планирующим нитчатым бактериям, но содержит бактериохлорофиллы. Порода имеет хлоросомы того же типа, что и зеленые серные бактерии (Chlorobiaceae). В то же время Chloroflexus отличается от видов Chlorobium своей способностью к аэробному гетеротрофному росту в сложных средах как в свете, так и в темноте. В отличие от Chlorobiaceae, они практически не способны к фотоавтотрофному росту на CO2 и H2. Следовательно, эти бактерии, скорее всего, будут фотогетеротрофными. C aurantiacus, бактерия, распространенная по всему миру; это главный компонент зеленого или оранжевого ковра на дне ручьев, берущих начало из термальных источников.

Победить паразитов можно!

— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

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

Теперь действует программа льготной бесплатной упаковки. Читать .

Ссылка на основную публикацию