Bagaimana proses kehidupan bakteri yang melakukan kemosintesis berbagai zat diatur dan dilakukan? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini, Anda perlu memahami sejumlah konsep biologi.
Ciri ciri bakteri
Pertama, mari kita cari tahu siapa bakterinya. Ini adalah seluruh kerajaan satwa liar. Mereka adalah organisme bersel tunggal dengan ukuran mikroskopis yang tidak memiliki nukleus. Tetapi ini tidak berarti bahwa bakteri pada umumnya tidak memiliki struktur yang bertanggung jawab untuk transmisi informasi herediter. Itu hanya memiliki organisasi yang lebih primitif. Ini adalah molekul DNA melingkar yang terkonsentrasi di bagian tertentu dari sitoplasma yang disebut nukleoid.
Inti dari nutrisi autotrofik
Bakteri kemosintetik, contohnya akan dibahas dalam artikel kami, secara mandiri menghasilkan zat organik. Mereka adalah autotrof, seperti tumbuhan. Namun, yang terakhir menggunakan energi sinar matahari untuk ini. Adanya plastida hijau pada kloroplas memungkinkan untuk melakukan proses fotosintesis. Esensinya terletak pada pembentukan karbohidrat glukosa darizat anorganik - air dan karbon dioksida. Produk lain dari reaksi kimia ini adalah oksigen. Bakteri juga bersifat autotrof. Tapi mereka tidak membutuhkan sinar matahari untuk mendapatkan energi. Mereka melakukan proses yang berbeda - kemosintesis.
Apa itu kemosintesis
Kemosintesis adalah proses pembentukan zat organik akibat terjadinya reaksi redoks. Itu dilakukan di alam hanya oleh prokariota. Bakteri kemosintetik dapat menggunakan senyawa belerang, nitrogen, dan besi untuk mensintesis zat organik. Ini melepaskan energi, yang pertama kali terakumulasi dalam ikatan ATP, setelah itu dapat digunakan oleh sel bakteri.
Bakteri kemosintetik: habitat
Karena kehidupan kemotrof tidak bergantung pada keberadaan sinar matahari, area distribusinya cukup luas. Misalnya, bakteri belerang dapat hidup di kedalaman yang sangat dalam, terkadang menjadi satu-satunya perwakilan makhluk hidup di sana. Habitat prokariota ini paling sering adalah tanah, air limbah, dan substrat yang kaya akan senyawa kimia tertentu.
bakteri besi
Bakteri kemosintetik termasuk prokariota yang mengubah komposisi senyawa besi. Mereka ditemukan oleh ahli mikrobiologi Rusia yang luar biasa Sergei Nikolaevich Vinogradsky pada tahun 1950. Jenis bakteri ini selama reaksi oksidasi mengubah keadaan oksidasi besi, menjadikannya trivalen. Mereka hidup di air tawar dan air asin. Di alam, mereka melakukan siklus besi dialam, dan dalam industri digunakan untuk menghasilkan tembaga murni. Bakteri jenis ini juga termasuk dalam litoautotrof, yang mampu mensintesis beberapa elemen selnya dari asam karbonat.
bakteri belerang
Bakteri, zat kemosintesis dari senyawa belerang, dapat hidup secara terpisah di dasar badan air atau membentuk simbiosis dengan moluska dan invertebrata laut. Mereka menggunakan hidrogen sulfida, sulfida, asam thionik atau belerang molekuler sebagai sumber oksidasi. Bakteri jenis ini menjadi objek utama dalam penemuan dan studi proses kemosintesis. Kelompok prokariota ini juga mencakup beberapa prokariota fototrofik. Misalnya bakteri belerang ungu atau hijau.
bakteri nitrifikasi
Bakteri nitrifikasi menetap di akar tanaman polong-polongan. Prokariota kemosintetik dari kelompok ini mengoksidasi amonia menjadi asam nitrat. Reaksi ini dilakukan dalam beberapa tahap dengan pembentukan zat antara. Ada juga bakteri pengikat nitrogen di tanah. Mereka hidup di akar tanaman polong-polongan. Menembus ke dalam jaringan organ bawah tanah, mereka membentuk penebalan yang khas. Di dalam formasi seperti itu, lingkungan yang menguntungkan diciptakan untuk aliran kemosintesis. Simbiosis tanaman dengan bakteri bintil akar saling menguntungkan. Yang pertama menyediakan prokariota dengan bahan organik yang diperoleh selama fotosintesis. Bakteri, di sisi lain, mampu memperbaiki nitrogen atmosfer dan mengubahnya menjadi bentuk yang dapat diakses olehtanaman.
Mengapa proses ini begitu penting? Memang, di atmosfer, konsentrasi nitrogen cukup tinggi dan berjumlah 78%. Tetapi dalam bentuk ini, tanaman tidak dapat menyerap zat ini. Tanaman membutuhkan nitrogen untuk perkembangan akar. Dalam situasi ini, bakteri nodul datang untuk menyelamatkan, yang mengubahnya menjadi bentuk nitrat dan amonium.
Bakteri Thion
Thion prokariota juga merupakan bakteri kemosintetik. Sumber energi mereka adalah berbagai senyawa belerang. Jenis bakteri ini mereduksinya menjadi asam sulfat. Reaksi ini disertai dengan penurunan pH media yang signifikan. Bakteri thionik termasuk dalam kelompok asidofil. Ini termasuk organisme yang dapat bertahan hidup dalam kondisi keasaman tinggi. Kondisi seperti itu khas untuk rawa-rawa. Bersama dengan thianaceae, kelompok ini terdiri dari bakteri asam laktat dan asam asetat, flagellata dan rotifera.
bakteri hidrogen
Prokariota jenis ini adalah penghuni tanah. Mereka mengoksidasi molekul hidrogen menjadi air dengan pelepasan energi. Bakteri tersebut juga termasuk dalam kelompok thermophiles. Artinya mereka mampu bertahan hidup pada suhu tinggi, yang bisa mencapai 50 derajat Celcius. Kemampuan bakteri hidrogen ini disebabkan oleh fakta bahwa mereka mengeluarkan enzim khusus yang berfungsi bahkan dalam kondisi seperti itu.
Peranbakteri kemosintetik
Kemotrof memainkan peran utama dalam proses kompleks transformasi dan sirkulasi bahan kimia yang sesuai di alam. Karena hidrogen sulfida dan amonia adalah zat yang cukup beracun, ada kebutuhan untuk menetralisirnya. Ini juga dilakukan oleh bakteri kemotrofik. Selama transformasi kimia, zat yang diperlukan untuk organisme lain terbentuk, yang memungkinkan pertumbuhan dan perkembangan normal mereka. Deposit besar bijih besi dan mangan di dasar laut dan rawa muncul karena aktivitas kemotrof. Yaitu, bakteri besi.
Manusia telah belajar menggunakan sifat unik kemotrof dalam aktivitasnya. Misalnya, dengan bantuan bakteri belerang, mereka membersihkan air limbah dari hidrogen sulfida, melindungi pipa logam dan beton dari korosi, dan tanah dari pengasaman.
Jadi, bakteri kemosintetik adalah prokariota khusus yang mampu melakukan reaksi kimia yang sesuai dalam kondisi anaerobik. Organisme ini mengoksidasi zat. Energi yang dilepaskan dalam hal ini pertama-tama disimpan dalam ikatan ATP, dan kemudian digunakan untuk melakukan proses kehidupan. Yang utama adalah bakteri pengikat besi, belerang dan nitrogen. Mereka hidup di lingkungan air dan tanah. Kemotrof adalah mata rantai yang sangat diperlukan dalam siklus zat, menyediakan organisme hidup dengan zat yang diperlukan dan banyak digunakan oleh manusia dalam kegiatan ekonomi dan industri mereka.
