Las bacterias son un concepto familiar para todos. Obtener queso y yogur, antibióticos, tratamiento de aguas residuales: todo esto es posible gracias a organismos bacterianos unicelulares. Conozcámoslos mejor.
¿Quiénes son las bacterias?
Los representantes de este reino de la vida silvestre son el único grupo de procariotas, organismos cuyas células carecen de núcleo. Pero esto no significa que no contengan información hereditaria en absoluto. Las moléculas de ADN están libres en el citoplasma de la célula y no están rodeadas por una membrana.
Dado que sus tamaños son microscópicos - hasta 20 micrones, las bacterias son estudiadas por la ciencia de la microbiología. Los científicos han descubierto que los procariotas pueden ser unicelulares o unirse en colonias. Tienen una estructura bastante primitiva. Además del núcleo, las bacterias carecen de todo tipo de plástidos, el complejo de Golgi, EPS, lisosomas y mitocondrias. Pero a pesar de esto, la célula bacteriana es capaz de llevar a cabo los procesos vitales más importantes: respiración anaeróbica sin el uso de oxígeno, nutrición heterótrofa y autótrofa, reproducción asexual y formación de quistes durante la experiencia de condiciones adversas.condiciones.
Clases de bacterias
La clasificación se basa en diferentes características. Uno de ellos es la forma de las células. Entonces, los vibrios tienen la forma de una coma, cocos, una forma redondeada. Las espirales tienen forma de espiral y los bacilos tienen forma de varilla.
Además, las bacterias se combinan en grupos según las características estructurales de la célula. Los reales son capaces de formar una cápsula viscosa alrededor de su propia célula y están equipados con flagelos.
Las cianobacterias, o algas verdeazuladas, son capaces de realizar la fotosíntesis y, junto con los hongos, forman parte de los líquenes.
Muchas especies de bacterias son capaces de tener simbiosis: cohabitación de organismos mutuamente beneficiosa. Los fijadores de nitrógeno se depositan en las raíces de las leguminosas y otras plantas, formando nódulos. Es fácil adivinar qué función realizan las bacterias del nódulo. Convierten el nitrógeno atmosférico, tan necesario para el desarrollo de las plantas.
Métodos de alimentación
Los procariotas son un grupo de organismos que tienen acceso a todo tipo de alimentos. Entonces, las bacterias verdes y moradas se alimentan de forma autotrófica, debido a la energía solar. Debido a la presencia de plástidos, pueden pintarse en diferentes colores, pero necesariamente contienen clorofila. La fotosíntesis bacteriana y vegetal son fundamentalmente diferentes. En las bacterias, el agua no es un reactivo esencial. El donante de electrones puede ser hidrógeno o sulfuro de hidrógeno, por lo que no se libera oxígeno durante este proceso.
Un gran grupo de bacterias se alimenta heterótrofamente, es decir, sustancias orgánicas preparadas. Dichos organismos utilizan los restos de organismos muertos como alimento ysus productos de vida. Las bacterias de descomposición y fermentación son capaces de descomponer todas las sustancias orgánicas conocidas. Dichos organismos también se denominan saprotrofos.
Algunas bacterias de las plantas pueden formar simbiosis con otros organismos: junto con los hongos, forman parte de los líquenes, las bacterias del nódulo fijador de nitrógeno coexisten de forma mutuamente beneficiosa con las raíces de las leguminosas.
Quimiotrofos
Los quimiotrofos son otro grupo de alimentos. Este es un tipo de nutrición autótrofa, durante la cual, en lugar de la energía solar, se utiliza la energía de los enlaces químicos de varias sustancias. Las bacterias fijadoras de nitrógeno son uno de esos organismos. Oxidan algunos compuestos inorgánicos, mientras se proveen de la cantidad necesaria de energía.
Bacterias fijadoras de nitrógeno: hábitat
Los microorganismos capaces de convertir compuestos de nitrógeno también se alimentan de manera similar. Se llaman bacterias fijadoras de nitrógeno. A pesar de que las bacterias viven en todas partes, el hábitat de esta especie en particular es el suelo, o más bien las raíces de las leguminosas.
Edificio
¿Cuál es la función de las bacterias del nódulo? Se debe a su estructura. Las bacterias fijadoras de nitrógeno son claramente visibles a simple vista. Asentándose en las raíces de leguminosas y cereales, penetran en la planta. En este caso, se forman engrosamientos, dentro de los cuales tiene lugar el metabolismo.
Cabe decir que las bacterias fijadoras de nitrógeno pertenecen al grupo de las mutualistas. Su coexistencia con otros organismos es mutuamente beneficiosa. ENDurante la fotosíntesis, la planta sintetiza glucosa carbohidrato, que es necesaria para los procesos vitales. Las bacterias no son capaces de realizar tal proceso, por lo que los azúcares preparados se obtienen de las legumbres.
Las plantas necesitan nitrógeno para vivir. Hay bastante de esta sustancia en la naturaleza. Por ejemplo, el contenido de nitrógeno en el aire es del 78%. Sin embargo, en este estado, las plantas no son capaces de absorber esta sustancia. Las bacterias fijadoras de nitrógeno absorben el nitrógeno atmosférico y lo convierten en una forma adecuada para las plantas.
Rendimiento
La función de las bacterias fijadoras de nitrógeno se puede ver en el ejemplo de la bacteria quimiotrófica azospirillum. Este organismo vive en las raíces de los cereales: cebada o trigo. Se le llama con razón el líder entre los productores de nitrógeno. En una hectárea de terreno es capaz de dar hasta 60 kg de este elemento.
Las bacterias fijadoras de nitrógeno de las leguminosas, como los rizobitums, sinorhizobiums y otros, también son buenos "trabajadores". Son capaces de enriquecer una hectárea de tierra con nitrógeno que pesa hasta 390 kg. Las leguminosas perennes albergan ganadores de la formación de nitrógeno, cuya productividad alcanza hasta 560 kg por hectárea de tierra cultivable.
Procesos vitales
Todas las bacterias fijadoras de nitrógeno según las características de los procesos vitales se pueden combinar en dos grupos. El primer grupo es nitrificante. La esencia del metabolismo en este caso es una cadena de transformaciones químicas. El amonio, o amoníaco, se convierte en nitritos, sales de ácido nítrico. Los nitritos, a su vez, se convierten en nitratos,también son sales de este compuesto. En forma de nitratos, el sistema radicular de las plantas absorbe mejor el nitrógeno.
El segundo grupo se llama desnitrificantes. Realizan el proceso inverso: los nitratos contenidos en el suelo se convierten en nitrógeno gaseoso. Así es como ocurre el ciclo del nitrógeno en la naturaleza.
Los procesos de la vida también incluyen el proceso de reproducción. Se produce por división celular en dos. Con mucha menos frecuencia, en ciernes. Característica para las bacterias y el proceso sexual, que se llama conjugación. En este caso, se produce el intercambio de información genética.
Dado que el sistema radicular libera muchas sustancias valiosas, muchas bacterias se asientan en él. Convierten los residuos vegetales en sustancias que las plantas pueden absorber. Como resultado, la capa de suelo que la rodea adquiere ciertas propiedades. Se llama rizosfera.
Vías para que las bacterias entren en la raíz
Hay varias formas de introducir células bacterianas en los tejidos del sistema radicular. Esto puede ocurrir debido al daño a los tejidos tegumentarios o en lugares donde las células de la raíz son jóvenes. La zona del pelo de la raíz también es una vía para que los quimiotrofos entren en la planta. Además, los pelos de la raíz se infectan y, como resultado de la división activa de las células bacterianas, se forman nódulos. Las células invasoras forman hilos infecciosos que continúan el proceso de penetración en los tejidos vegetales. Con la ayuda de un sistema conductor, los nódulos bacterianos se conectan a la raíz. Con el tiempo, aparece una sustancia especial en ellos:legoglobina.
En el momento de la manifestación de la actividad óptima, los nódulos adquieren un color rosado (debido al pigmento legoglobina). Solo aquellas bacterias que contienen legoglobina pueden fijar nitrógeno.
La importancia de los quimiotrofos
La gente ha notado durante mucho tiempo que si se desenterran plantas leguminosas con tierra, la cosecha en este lugar será mejor. De hecho, la esencia no está en el proceso de arar. Dicho suelo está más enriquecido con nitrógeno, tan necesario para el crecimiento y desarrollo de las plantas.
Si a la hoja se le llama fábrica de oxígeno, entonces las bacterias fijadoras de nitrógeno pueden llamarse con razón fábrica de nitrato.
Incluso en el siglo XIX, los científicos llamaron la atención sobre las asombrosas habilidades de las leguminosas. Debido a la f alta de conocimiento, se atribuyeron solo a las plantas y no se asociaron con otros organismos. Se ha sugerido que las hojas pueden fijar el nitrógeno atmosférico. Durante los experimentos se comprobó que las legumbres que crecían en agua perdían esta capacidad. Durante más de 15 años, esta pregunta ha sido un misterio. Nadie adivinó que todo esto lo llevaban a cabo bacterias fijadoras de nitrógeno, cuyo hábitat no había sido estudiado. Resultó que el asunto está en la simbiosis de los organismos. Solo las leguminosas y las bacterias juntas pueden producir nitratos para las plantas.
Ahora, los científicos han identificado más de 200 plantas que no pertenecen a la familia de las leguminosas, pero que pueden formar una simbiosis con bacterias fijadoras de nitrógeno. Patatas, sorgo, trigo también tienen propiedades valiosas.
