Серобактерии: питание, являются ли гетеротрофами, продуцент или редуцент

Давно известно, что в источниках сероводорода и других резервуарах, содержащих сероводород, как правило, в большом количестве обнаруживаются неокрашенные микроорганизмы, в клетках которых обнаруживаются капли серы.

В местах с относительно низкой концентрацией сероводорода (менее 50 мг / л) эти микроорганизмы, называемые бесцветными сульфобактериями, часто образуют массивные скопления в виде пленок, белых налетов и других налетов.

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

Серные бактерии: питание, гетеротрофы, продуценты или восстановители

Серные бактерии — тиобактерии, микроорганизмы, окисляющие восстановленные соединения серы.

История открытия

С. Н. Виноградский (1887) показал, что сера, откладывающаяся в клетках одного из типичных представителей серобактерий, а именно Beggiatoa, образуется из сероводорода и может окисляться этим микроорганизмом до серной кислоты. Для исследований он использовал оригинальный метод микрокультуры, позволяющий изменять окружающую среду и вести наблюдения за живым объектом в течение длительного времени. Результаты опытов с Beggiatoa, как уже указывалось выше, послужили основой для разработки С. Н. Виноградским представления о существовании микроорганизмов, способных к хемоавтотрофному образу жизни. Однако, как ни странно, эта возможность для большинства бесцветных серных бактерий до сих пор не выяснена.

Объясняется это тем, что большинство приписываемых им микроорганизмов еще не выращено в лабораторных условиях в виде чистых культур. Следовательно, нельзя делать однозначных выводов об их физиологии и биохимических свойствах. Но обычно такие микроорганизмы относятся к числу бактерий, окисляющих восстановленные соединения серы.

Серные бактерии: питание, гетеротрофы, продуценты или восстановители

Что собой представляют серобактерии?

К серной группе бактерий относятся самые разные виды прокариот. Прокариоты — это одноклеточные организмы, у которых нет хорошо сформированного ядра без оболочки. Серные бактерии для своей жизнедеятельности окисляют соединения сероводорода до элементарной серы, а также сульфиды, тиосульфаты, молекулярную серу.

Эти микроорганизмы относятся к автотрофам (продуцентам), синтезирующим органические вещества из неорганических веществ:

  • бесцветные серные бактерии.
  • Chlorobiacee (зеленые серные бактерии),
  • синие водоросли (цианобактерии),
  • Фиолетовые бактерии

Первичные производители являются основным звеном в глобальной пищевой цепи. Организмы, живущие под водой без кислорода и света, химически синтезируют органические соединения, которые служат пищей гетеротрофам — потребителям (которые не могут прокормить себя из-за производителей). Гетеротрофы включают паразитов, хищных и травоядных животных и растений.

Встречаются симбиозы микробов с моллюсками, трубчатыми червями, морскими ежами, обитающими в воздушной зоне ила (минерально-органическая смесь на дне водоемов).

Читайте также:  Амеба в кале у взрослого и ребенка: причины возникновения и способы лечения

Но не все автотрофы — производители. Некоторые из них сами производят органические вещества и сами поглощают их. Такие организмы считаются деструкторами (они превращают мертвые останки на дне резервуаров в неорганические вещества) и одновременно продуцентами. Автотрофы делятся на фотосинтетики и генераторы энергии для хемосинтеза.

Серные бактерии: питание, гетеротрофы, продуценты или восстановители

Микроорганизмы, питающиеся при помощи фотосинтеза

Серные бактерии — это фотосинтезирующие организмы, которые используют солнечный свет в качестве источника энергии. Этот метод называется фотосинтезом. Некоторые многоклеточные водоросли, археи, обитающие в водоемах, фотосинтезируют.

Пурпурные серные бактерии относятся к фотосинтетическим типам. Всего более 50 видов. Они грамположительны, есть виды, способные передвигаться с помощью жгутиков и неподвижные. Играйте по разделению. Они живут в бескислородной среде у поверхности пресной и соленой воды. Молекулярная сера используется в качестве источника углерода, который имеет тенденцию накапливаться в периплазматическом пространстве (полости, состоящей из дополнительной мембраны в клеточной стенке микроорганизма).

Голубые водоросли, или цианобактерии, тоже фотосинтезирующие, грамотрицательные, способны выделять кислород. Они потомки самых старых микробов на Земле. Происхождение стоматолитов — продуктов их жизнедеятельности, обнаруженных сегодня, — датируется 2,5-3,5 миллиарда лет назад.

Зеленые серные бактерии не окрашиваются по Граму, имеют палочковидные или яйцевидные клетки, могут накапливать гликоген (запасы углеводов) и в основном неподвижны.

Зеленые серные бактерии имеют полость, заполненную газом, что позволяет им нырять на разную глубину (газовые вакуоли).

Углекислый газ является источником углерода. Зеленые серные бактерии практически не образуют колоний, они растут под колониями пурпурного цвета. Они были обнаружены в гидротермальных жерлах на глубине более 2000 метров в Мексике. Есть две группы: те, которые способны жить на больших глубинах без света, и те, которым требуется освещение зелеными серными бактериями.

Серные бактерии: питание, гетеротрофы, продуценты или восстановители

Хемосинтез

Микроорганизмы, получающие энергию в результате переработки неорганических соединений (хемосинтеза), называются хемотрофами. К этому типу относятся нитрификаторы, окисляющие аммиак (Nitrobacteraceae), сероводородные сероводородные и железоокисляющие бактерии (Geobacter).

Хемосинтез был впервые открыт С. Н. Виноградским при изучении нитчатых сернистых бактерий. Ученые также обнаружили железобактерии, которые отличаются от серобактерий тем, что используют метод окисления двухвалентного железа в трехвалентном. В результате на дне рек, морей, болот образовывались марганцевые и железные руды.

Бесцветные серные бактерии, которые также осуществляют хемосинтез, делятся на два типа:

  • нитчатые серные бактерии (Thiothrix), способные скользить.
  • одноклеточные — в основном неподвижные (род Macromonas и Achomatium);

Оба вида способны откладывать серу.

Читайте также:  Доктор Комаровский о золотистом стафилококке у детей (грудничков)

Бесцветные серные бактерии обитают в морях, океанах, озерах. Их роль в природе до конца не изучена, потому что не удалось выделить чистую культуру. Исследования, проведенные на основе изучения природных материалов, показали, что они играют значительную роль в окислении соединений серы на границе между воздухом и безвоздушной средой водоемов.

Серные бактерии — важные участники процесса очистки водоемов от неорганических загрязнений. Бактерии, содержащиеся в иле, используются для очистки сточных вод от сероводорода, предотвращая его распространение в окружающую среду.

Они обеспечивают не только круговорот серы в природе. Щелочная сера, производимая этими микроорганизмами, может разъедать канализационные трубы, повреждать бетонные конструкции, здания, шахты и другие горнодобывающие сооружения.

Работаю ветеринаром. Увлекаюсь бальными танцами, спортом и йогой. Я отдаю приоритет личному развитию и овладению духовными практиками. Любимые темы: ветеринария, биология, строительство, ремонт, путешествия. Табу: право, политика, информационные технологии и компьютерные игры.

Серные бактерии: питание, гетеротрофы, продуценты или восстановители

Среда обитания

Микроорганизмы, относящиеся к бесцветным серным бактериям, встречаются как в пресных, так и в соленых водоемах. Некоторые из них хорошо растут при низких температурах, другие (Thiospirillum pistiense) развиваются в сернистых термальных источниках при температуре выше 50 ° C. Аэробы бесцветных серных бактерий.

Подвижные формы обладают хемотаксисом и могут перемещаться в места с оптимальным содержанием кислорода и сероводорода. С. Н. Виноградский также отмечал (1887–1889), что бесцветные сернистые бактерии могут расти в воде, содержащей очень небольшое количество органических веществ, и поэтому предполагает, что они способны ассимилировать углекислый газ. Однако только Thiovulum majus и некоторые штаммы Beggiatoa выращивали на минеральной почве, содержащей сероводород. Было показано, что другие микроорганизмы, идентифицированные как Beggiatoa, процветают только на органических почвах, содержащих сенную воду, пептон, мясной экстракт, аминокислоты или ацетат. Некоторые показали потребность в витамине B12.

Добавление ацетата и других органических соединений также улучшило рост штаммов Beggiatoa, которые растут на минеральных почвах. Отмечено появление гранул поли-п-гидроксибутирата в присутствии ацетата в клетках. Основываясь на изучении физиологии различных штаммов беггиатоа, Прингсхейм считает, что среди них есть автотрофы, окисляющие сероводород и фиксирующие СО2, а есть представители, которым нужны органические соединения. Но ряд гетеротрофных штаммов Beggiatoa окисляют сероводород в присутствии органических соединений, возможно, с энергией, то есть они являются хемолитогетеротрофами. Однако биология этих микроорганизмов, а тем более других бесцветных серобактерий, мало изучена. Особого внимания заслуживает вопрос о роли сероводорода в их метаболизме.

Серные бактерии: питание, гетеротрофы, продуценты или восстановители

Особенности

По морфологии, характеру движения, способу размножения и клеточному строению ряд представителей бесцветных серных бактерий, как многоклеточных, так и одноклеточных (Beggiatoa, Thiothrix, Thiospirillopsis, Thioploca, Achromatium), очень похожи на зелень синих водорослей. Некоторые исследователи, в частности Прингсхайм (Pringsheim, 1963), считают эти микроорганизмы своими бесцветными вариантами.

Читайте также:  Cryptosporidium parvum: внешний вид, жизненный цикл, методы лечения

Аналог Beggiatoa — сине-зеленая водоросль Oscillatoria, Thiothrix — Rivularia, Thiospirillopsis — Spirulina и Achromatium похож на Synechococcus. Поскольку сине-зеленые водоросли теперь классифицируются как бактерии, их подход к бесцветным серным бактериям становится все более оправданным. Следует также отметить, что некоторые сине-зеленые водоросли обладают способностью откладывать серу в клетках, хотя сама по себе эта особенность мало влияет на таксономию микроорганизмов.

Значение в природе

Микроорганизмы, окисляющие неорганические соединения серы, играют очень важную роль в процессах их трансформации в природе (рис. 142). Особое значение в круговороте серы, по-видимому, имеют тионовые бактерии, широко распространенные в различных водоемах, почве и измельченных породах.

В результате деятельности этих микроорганизмов, а также бесцветных и окрашенных серобактерий происходит окисление значительной части сероводорода и других соединений серы в водоемах. Кроме того, в некоторых случаях откладывается значительное количество серы. Активное окисление серы тионовыми бактериями в почве нашло практическое применение. Чтобы снизить щелочность почвы, вносится элементарная сера, которая быстро окисляется этими микроорганизмами с образованием серной кислоты.

Так называемое серное разложение горных пород также связано с деятельностью тионовых бактерий и является результатом образования ими серной кислоты. Часто это является причиной повреждения некоторых каменных и металлических конструкций.

Есть основания полагать, что вместе с десульфатированными бактериями, восстанавливающими сульфаты до сероводорода, тионовые бактерии в какой-то мере участвовали в образовании некоторых отложений самородной серы, окисляя сульфиды до молекулярной серы. Но сами микроорганизмы могут быть главной причиной быстрого разрушения серных минералов, проводя окисление до конца, то есть до серной кислоты. Такие процессы, как показали С.И. Кузнецов и его сотрудники, часто происходят при разработке месторождений серы, когда создаются аэробные условия.

Следовательно, активность микроорганизмов, окисляющих серу и различные ее соединения, по своим результатам весьма различна.

Победить паразитов можно!

— Надежное и безопасное избавление от паразитов за 21 день!

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

Теперь действует программа льготной бесплатной упаковки. Читать .

Ссылка на основную публикацию