Bakteri adalah konsep yang akrab bagi semua orang. Mendapatkan keju dan yogurt, antibiotik, pengolahan limbah - semua ini dimungkinkan oleh organisme bakteri bersel tunggal. Mari kita mengenal mereka lebih baik.
Siapa bakteri?
Perwakilan kerajaan satwa liar ini adalah satu-satunya kelompok prokariota - organisme yang selnya tidak memiliki nukleus. Tetapi ini tidak berarti bahwa mereka tidak mengandung informasi keturunan sama sekali. Molekul DNA bebas dalam sitoplasma sel dan tidak dikelilingi oleh membran.
Karena ukurannya mikroskopis - hingga 20 mikron, bakteri dipelajari dengan ilmu mikrobiologi. Para ilmuwan telah menemukan bahwa prokariota dapat bersel tunggal atau bersatu dalam koloni. Mereka memiliki struktur yang agak primitif. Selain nukleus, bakteri tidak memiliki semua jenis plastida, kompleks Golgi, EPS, lisosom, dan mitokondria. Namun terlepas dari ini, sel bakteri mampu melakukan proses kehidupan yang paling penting: respirasi anaerobik tanpa menggunakan oksigen, nutrisi heterotrofik dan autotrofik, reproduksi aseksual dan pembentukan kista selama mengalami kondisi buruk.kondisi.
Kelas bakteri
Klasifikasi didasarkan pada fitur yang berbeda. Salah satunya adalah bentuk sel. Jadi, vibrio memiliki bentuk koma, kokus - bentuk bulat. Spiral memiliki bentuk spiral, dan basil memiliki bentuk batang.
Selain itu, bakteri digabungkan menjadi beberapa kelompok tergantung pada fitur struktural sel. Yang asli mampu membentuk kapsul berlendir di sekitar sel mereka sendiri dan dilengkapi dengan flagela.
Cyanobacteria, atau ganggang biru-hijau, mampu berfotosintesis dan, bersama dengan jamur, merupakan bagian dari lumut kerak.
Banyak spesies bakteri mampu bersimbiosis - hidup bersama organisme yang saling menguntungkan. Pemecah nitrogen mengendap di akar kacang-kacangan dan tanaman lain, membentuk bintil. Sangat mudah untuk menebak fungsi apa yang dilakukan bakteri nodul. Mereka mengubah nitrogen atmosfer, yang sangat penting bagi tanaman untuk berkembang.
Cara Makan
Prokariota adalah kelompok organisme yang memiliki akses ke semua jenis makanan. Jadi, bakteri hijau dan ungu makan secara autotrofik, karena energi matahari. Karena adanya plastida, mereka dapat dicat dengan warna berbeda, tetapi harus mengandung klorofil. Fotosintesis bakteri dan tumbuhan pada dasarnya berbeda. Pada bakteri, air bukanlah reagen esensial. Donor elektron dapat berupa hidrogen atau hidrogen sulfida, sehingga oksigen tidak dilepaskan selama proses ini.
Sekelompok besar bakteri memberi makan secara heterotrofik, yaitu zat organik yang sudah jadi. Organisme tersebut menggunakan sisa-sisa organisme mati untuk makanan danproduk kehidupan mereka. Bakteri pembusuk dan fermentasi mampu menguraikan semua zat organik yang diketahui. Organisme tersebut juga disebut saprotrof.
Beberapa bakteri tumbuhan dapat bersimbiosis dengan organisme lain: bersama dengan jamur, mereka adalah bagian dari lumut, bakteri bintil pengikat nitrogen hidup berdampingan secara menguntungkan dengan akar kacang-kacangan.
Kemotrof
Kemotrof adalah kelompok makanan lain. Ini adalah jenis nutrisi autotrofik, di mana, alih-alih energi matahari, energi ikatan kimia dari berbagai zat digunakan. Bakteri pengikat nitrogen adalah salah satu organisme tersebut. Mereka mengoksidasi beberapa senyawa anorganik, sambil menyediakan diri mereka sendiri dengan jumlah energi yang diperlukan.
Bakteri pengikat nitrogen: habitat
Mikroorganisme yang mampu mengubah senyawa nitrogen juga memberi makan dengan cara yang sama. Mereka disebut bakteri pengikat nitrogen. Terlepas dari kenyataan bahwa bakteri hidup di mana-mana, habitat spesies khusus ini adalah tanah, atau lebih tepatnya akar tanaman polong-polongan.
Gedung
Apa fungsi bakteri bintil? Itu karena struktur mereka. Bakteri pengikat nitrogen terlihat jelas dengan mata telanjang. Menetap pada akar kacang-kacangan dan sereal, mereka menembus tanaman. Dalam hal ini, penebalan terbentuk, di mana metabolisme terjadi.
Harus dikatakan bahwa bakteri pengikat nitrogen termasuk dalam kelompok mutualis. Koeksistensi mereka dengan organisme lain saling menguntungkan. PADASelama fotosintesis, tanaman mensintesis glukosa karbohidrat, yang diperlukan untuk proses kehidupan. Bakteri tidak mampu melakukan proses seperti itu, jadi gula yang sudah jadi diperoleh dari kacang-kacangan.
Tanaman membutuhkan nitrogen untuk hidup. Zat ini cukup banyak di alam. Misalnya, kandungan nitrogen di udara adalah 78%. Namun, dalam keadaan ini, tanaman tidak dapat menyerap zat ini. Bakteri pengikat nitrogen menyerap nitrogen atmosfer dan mengubahnya menjadi bentuk yang cocok untuk tanaman.
Kinerja
Apa fungsi bakteri pengikat nitrogen dapat dilihat pada contoh bakteri kemotrofik azospirillum. Organisme ini hidup di akar sereal: jelai atau gandum. Itu tepat disebut pemimpin di antara produsen nitrogen. Di lahan seluas satu hektar, ia mampu memberikan hingga 60 kg elemen ini.
Bakteri pengikat nitrogen dari kacang-kacangan, seperti rhizobitum, sinorhizobiums dan lain-lain, juga merupakan "pekerja" yang baik. Mereka mampu memperkaya satu hektar lahan dengan nitrogen seberat 390 kg. Tanaman polongan abadi adalah rumah bagi pemenang pembentukan nitrogen, yang produktivitasnya mencapai hingga 560 kg per hektar lahan subur.
Proses kehidupan
Semua bakteri pengikat nitrogen menurut karakteristik proses kehidupan dapat digabungkan menjadi dua kelompok. Kelompok pertama adalah nitrifikasi. Inti dari metabolisme dalam hal ini adalah rantai transformasi kimia. Amonium, atau amonia, diubah menjadi nitrit - garam asam nitrat. Nitrit, pada gilirannya, diubah menjadi nitrat,juga merupakan garam dari senyawa ini. Dalam bentuk nitrat, nitrogen lebih baik diserap oleh sistem akar tanaman.
Grup kedua disebut denitrifier. Mereka melakukan proses sebaliknya: nitrat yang terkandung dalam tanah diubah menjadi nitrogen gas. Beginilah siklus nitrogen terjadi di alam.
Proses kehidupan juga termasuk proses reproduksi. Itu terjadi dengan pembelahan sel menjadi dua. Jauh lebih jarang - dengan pemula. Karakteristik untuk bakteri dan proses seksual, yang disebut konjugasi. Dalam hal ini terjadi pertukaran informasi genetik.
Karena sistem akar melepaskan banyak zat berharga, banyak bakteri menetap di dalamnya. Mereka mengubah residu tanaman menjadi zat yang dapat diserap tanaman. Akibatnya, lapisan tanah di sekitarnya memperoleh sifat-sifat tertentu. Itu disebut rizosfer.
Jalur masuknya bakteri ke akar
Ada beberapa cara untuk memasukkan sel bakteri ke dalam jaringan sistem akar. Ini dapat terjadi karena kerusakan pada jaringan yang menutupi atau di tempat-tempat di mana sel-sel akar masih muda. Zona rambut akar juga merupakan jalur bagi kemotrof untuk memasuki tanaman. Selanjutnya, rambut akar menjadi terinfeksi dan, sebagai akibat dari pembelahan aktif sel bakteri, nodul terbentuk. Sel-sel yang menyerang membentuk benang infeksius yang melanjutkan proses penetrasi ke dalam jaringan tanaman. Dengan bantuan sistem konduksi, nodul bakteri terhubung ke akar. Seiring waktu, zat khusus muncul di dalamnya -legoglobin.
Pada saat manifestasi aktivitas optimal, nodul menjadi berwarna merah muda (karena pigmen legoglobin). Hanya bakteri yang mengandung legoglobin yang dapat memfiksasi nitrogen.
Pentingnya kemotrof
Orang-orang telah lama memperhatikan bahwa jika Anda menggali tanaman polong-polongan dengan tanah, panen di tempat ini akan lebih baik. Padahal, esensinya bukan dalam proses membajak. Tanah seperti itu lebih diperkaya dengan nitrogen, yang sangat diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Jika daun disebut pabrik oksigen, maka bakteri pengikat nitrogen tepat disebut pabrik nitrat.
Bahkan pada abad ke-19, para ilmuwan memperhatikan kemampuan luar biasa dari tanaman polong-polongan. Karena kurangnya pengetahuan, mereka hanya dikaitkan dengan tanaman dan tidak terkait dengan organisme lain. Telah disarankan bahwa daun dapat memperbaiki nitrogen atmosfer. Selama percobaan, ditemukan bahwa kacang-kacangan yang tumbuh di air kehilangan kemampuan ini. Selama lebih dari 15 tahun, pertanyaan ini tetap menjadi misteri. Tidak ada yang menduga bahwa semua ini dilakukan oleh bakteri pengikat nitrogen, yang habitatnya belum dipelajari. Ternyata hal tersebut dalam simbiosis organisme. Hanya legum dan bakteri yang dapat menghasilkan nitrat untuk tanaman bersama-sama.
Sekarang para ilmuwan telah mengidentifikasi lebih dari 200 tanaman yang tidak termasuk dalam famili legum, tetapi mampu membentuk simbiosis dengan bakteri pengikat nitrogen. Kentang, sorgum, gandum juga memiliki khasiat yang berharga.
