Фотосинтезирующие бактерії (інша назва - фототрофні) - різновид мікроорганізмів-автотрофов, здатних самостійно виробляти з неорганічних речовин органічні. Присутні в їх клітинах пігменти поглинають енергію Сонця і використовують її для фотосинтезу. Така здатність зближує фотосинтезирующие бактерії, водорості і вищі рослини. Альтернативою при відсутності світла є хемосинтез (від латинського хемо - хімічний) - отримання енергії від окислення хімічних сполук.
В даний час описано понад 50 видів фотосинтезирующих мікроорганізмів. Їх здатність до фотосинтезу була доведена американським вченим голландського походження Корнеліс Бернардус ван Нілем в 1931 році. Він же виявив одну особливість фотосинтезу у серобактерий - то, що донором атомів водню у них є сполуки сірки, зокрема, сірководень. Їм було запропоновано рівняння фотосинтезу, яке об'єднувало вищі рослини і фотосинтезуючі бактерії.
Автотрофні бактерії часто є жителями водойм. У природному середовищі рідко зустрічаються поодинокі клітини - частіше вони утворюють об'єднання у вигляді ланцюжків, зірок, осередків або пластинок, оточені захисної слизом. Довжина клітин коливається від 1-2 до 50 мкм. Вони мають різну геометрію - відомі коки, палички, покручені; можуть бути рухомими і нерухомими, мати вирости, ворсинки або джгутики. Така будова дозволяє їм демонструвати різні види орієнтованого руху - фото-, хемо і аеро Таксис (рух в напрямку джерела світла, підвищення або зниження концентрації в воді хімічних речовин або повітря). Найбільшими є пурпурні серобактерии (Purple bacteria). Розмножуються вони простим (бінарним) поділом або брунькуванням, що не забарвлюються за Грамом (грамнегативні).
Будова автотрофних бактерій має ряд особливостей, більшість з яких пов'язана з їх здатністю до хемо і фотосинтезу. Зокрема, мембрани фотосинтезирующих форм утворюють в клітинах структури, звані тилакоїди, на поверхні яких зібраний Фотосинтезуючі апарат. Будова автотрофних бактерій дало привід біологам вважати, що вищі рослини наявністю хлоропластів зобов'язані бактеріям-симбіонтам.
Не тільки кисень
Цікавою особливістю бактеріального фотосинтезу вважається те, що не завжди в його результаті утворюється кисень. Мало того, багато фотосинтезирующие бактерії - анаероби і не можуть жити в присутності кисню, вважаючи за краще окисляти сірководень, тіосульфати, молекулярний водень, сірку, яка далі може перетворюватися в сульфати.
Бактеріальний фотосинтез не завжди протікає зі споживанням вуглекислого газу. Замість нього фотосинтезирующие мікроорганізми можуть використовувати інші речовини - сполуки сірки, наприклад.
Існують фотоавтотрофні і фотогетеротрофний бактерії. Перші здатні жити без органічних речовин, синтезуючи для себе все необхідне самостійно, другі - не мають такої здатності і потребують органіці для повноцінного зростання.
До фотосинтезуючим бактеріям відносять оксигенів і аноксигенний мікроорганізми.
оксигенів
В результаті фотосинтезу виділяють кисень. До їх числа відносять ціанобактерії (в тому числі азотфиксирующие), які містять в своїх клітинах хлорофіл А, як і фотосинтезуючі рослини. Асиміляція вуглекислого газу у фотосинтезуючих ціанобактерій, які також називають синьо-зелених водоростей, відбувається з використанням водню молекул води.
аноксигенний
Ці фотосинтезирующие мікроорганізми проводять фотосинтез, не виділяючи при цьому кисень. У них містяться бактеріохлорофіл, що відрізняються від тих, які використовують для фотосинтезу рослини. У цю групу входять два різновиди мікроорганізмів:
- Пурпурові несерние бактерії, для яких донором водню виступають органічні сполуки. Серед них зустрічаються види, здатні жити на середовищах, в яких немає органіки. Однак основне їх число вважається облігатними гетеротрофами, тобто потребують органічних речовинах для свого існування.
- Пурпурні і зелені сірчані бактерії, що використовують в якості постачальника водню не воду, а сірководень. Останні утворюють кольорові шари води і нальоти на каменях прісних і солоних водойм і накопичують у своїх клітинах сірку.
- Зелені серобактерии і ціанобактерії є облігатними фототрофів і не можуть існувати без світла. Пурпурові несерние бактерії відносяться до числа факультативних фототрофов і здатні тривалий час існувати без світла або при низькій освітленості. Проміжне становище займають пурпурні сірчані бактерії.
- Нещодавно були виявлені нитчасті зелені несерние бактерії. нездатні відкладати сірку всередині клітин. Вони являють собою однорідну групу видів, що відрізняються способом харчування (гетероавтотрофний), і здатних жити на органічних субстратах, які містять сірководень і молекулярний водень. Серед них багато грампозитивних і грамваріабельних видів, забарвлення яких залежить від умов їх існування.
Фотосинтез і азотфіксація
Азотфіксация - процес, який змогли освоїти лише прокаріоти, організми, що не мають оформлених і оточених мембраною ядер. Відбувається він за допомогою спеціального ферменту, названого нітрогеназой. Азотфіксация є різновидом хемосинтезу. Цікаво, що азотфиксирующие хемосинтетичних бактерії - облігатні анаероби, можуть одночасно мати здатність до фотосинтезу і навпаки, тобто є хемо і фотосинтетиками.
Багато азотфиксирующие бактерії здатні до фотосинтезу. В першу чергу це ціанобактерії. Будова клітин цих мікроорганізмів дозволяє їм розділяти в часі дві фази - днем вони фотосинтезируют з утворенням кисню, а вночі займаються азотфіксації. Вивчення життєвого циклу ціанобактерії Анаб (анабени) продемонструвало і інший механізм, що дозволяє поєднувати хемо і фотосинтез в колонії бактерій. При зниженні кількості вуглекислого газу в навколишнє середовище, деякі клітини припиняють фотосинтез і перетворюються в гетероцисти, всередині яких починається азотфіксація. Цікаво, що при цьому сусідні клітини, що мають різний метаболізм, здатні обмінюватися між собою його продуктами, забезпечуючи існування всієї колонії.
Колір фотосинтезирующих бактеріальних колоній залежить від того, які пігменти містяться в їх клітинах. Розрізняють три види фотосинтетических пігментів - зелені хлорофіли, помаранчеві каротиноїди і коричневі фікобіліни, що входять до складу так званих пігментних антен, будова яких видоспецифічність, а також залежить від інтенсивності світла.
Бактерії, які здійснюють аноксигенний фотосинтез, мають пігментні центри тільки одного типу, ціанобактерії та інші оксигенів мікроорганізми - два центри, з'єднані послідовно. Реакційним центром світлозбиральних пігментних антен є хлорофіл А чи бактеріохлорофіл A, B і G. Цианобактерии, як і вищі рослини, використовують перші пігменти.
Характерною особливістю фикобилинов є те, що вони з'єднуються в комплекси зі специфічними білками, що пронизують мембрани.
Автотрофи без хлорофілу
Такі незвичайні автотрофи були виявлені серед архей Мертвого моря. В їх клітинах відсутні зелені хлорофіли - замість них так звані галобактеріі містять бактеріородопсин, розташований на поверхні клітинних мембран. Його будова вельми цікаво - це комплекс пігменту ретиналя і спеціального білка.
У Вашому організмі живуть паразити?
У повсякденному житті так легко "підчепити" паразитів, адже контакт з ними просто неминучий, особливо якщо ви часто користуєтеся громадським транспортом, відвідуєте людні місця, та й просто перебуваєте на вулиці.
Симптомами появи паразитів в організмі можуть бути:- часті застуди, ОРЗ, хвороби горла, кашель;
- алергія, що не припиняється нежить, почервоніння очей;
- шкірна алергія, свербіж, екземи;
- бородавки і папіломи;
- головні болі, а також різні болі і спазми у внутрішніх органах.