Том 1 (1109823), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Внешний слой состоит из полисахаридов, а внутренний — из гликолнпидов. Внутренние мембраны гетероцнсты образуют концентрическую и сетчатую структуру. Поскольку в гетероциотах нет фотосистсмы П (гл. 7) и происходит толысо циклическое фосфорилнрование, кислород не выделяется, а имеющийся сразу же восстанавливается водородом — побочным продуктом фиксации азота— или удаляется через клеточную стенку гетероцисты. Нитрогеназа чувствительна к кислороду, и фиксация азота — анаэробный процесс. Образование гетероцнст у >>>опас я бактерий других родов ингнбируется аммиаком и нитратами, однако, когда содержание этих азотистых веществ падает ниже определенного уровня, гетероцнсты начинают появляться вновь.
Как уже упоминалось, некоторые цнанобактерни образуют устойчивые споры — акинеты, которые отличаются по структуре и функции от гетероцист. Цнанобактсрии могут вступать в симбиотяческне отношения с некоторыми губками, амебами, жгутиковыми простейшими, диатомовыми и зелеными водорослями, лишен. ными хлорофилла, другими цианобактериями, мхами, сосудистыми растениями и оомицетамя. При этом они теряют клеточную оболочку я функционируют как хлоропласты. Симбиотическая цяанобактерия делится одновременно с клеткой-хозяяпс>м аналогично хлоропласгам. Эволюционные связи цианобактсрий с некоторыми эукариотами будут обсуждены в гл. 15. Бактерии относятся к прокариотам, они лишены сформированного ядра, окруженных мембранами клеточных органелл и не размножаются половым путем.
Генетический материал бактерий представлен единственной кольцевой молекулой двухцепочечной ДНК. За исключением микоплазм и спироплазм, бактерии имеют прочную клеточную оболочку. У всех групп, кроме архебактерий, клеточная оболочка состоит из макромолекулы пептидогликана и иногда содержат липополисахариды, составляющие большую часть ее наружного слоя. Бактерии, как правило, одноклеточные организмы, хотя после деления могут и соединяться друг с Шх Р»ш.
1Ъ'. Гттюагюие другом, образуя нити или другие «мнимые» многоклеточные структуры. Большинство бактерий являются гетеротрофами; наряду с грибами онн выполняют функции редуцентов в экосистеме земного шара. По типу метаболизма бактерии мозкно разделить на разнообразные группы; большинство бактерий— гетеротрофы, но есть фотосинтезирующие формы (фотоавтотрофы); другие относятся к хемоавтотрофам. Некоторые бактерии — строгие аэробы, другие — облигатные анаэробы, встречаются и факультативные анаэробы. Многие виды играют важную роль в кругсвюроте азота, серы и углерода.
Другие вызывают болезни животных и растений. Фотосинтезирующие бактерии делятся по крайней мере на пять групп, в том числе цианобактерии и Ргосй1огол, которые содержат хлорофилл а, характерный для фотосинтезирующих эукариот. Хемосинтетические бактерии получают энергию путем окисления неорганических молекул.
Некоторые из ннх окисляют белки и аминокислоты и превращают аммиак в нитриты„другие преобразуют нитриты в нитраты и, таким образом, играют незаменимую роль в круговороте азота. Кроме того, многие цианобактерии могут фиксировать атмосферный азот или образуют слоистые мсловыс структуры, называемые строматолитами.
Бактерии могут быть палочковидными (бациллы), шаровидными (кокки), спиральными (спириллы). Если клеточная оболочка не разделилась полностью, дочерние клетки могут образовать группы, нити или плотные скопления. Бактерии иногда имеют лсгутики и способны к движению; жгутики могут покрывать всю поверхность клетки или локализоваться на одном конце. Вращательные движения жгутиков позволяют бактерии перемещаться в воде, устремляться к пище или избегать токсического вещества. Некоторые бактерии имеют короткие палочковидные выросты — фимбрин. Бактерии могут передвигаться скольжением.
Архебактерин, многие из которых метанобразующие„ имеют уникальную последовательность нуклеотидов рРНК. Архебактерии выживают в экстремальных экологических условиях и напоминают организмы, существовавшие на ранних этапах развития жизни. Мутации, как и высокая интенсивность размножения, являются основной причиной изменчивости бактерий.
Генетическая рекомбинация также имеет место и предполагает перенос ДНК из одной клетки в другую. Этот перенос может происходить путем конъюгации, трансформации (пассивное включение фрагментов ДНК, содержащихся в среде) или трансдукции (инъекция ДНК в бактериальную клетку с помощью бактериофага). ПРИЛОЖЕНИЕ 1 БАКТЕРИИ И ИСКОПАЕМОЕ ТОПЛИВО Ранее считали, что залежи нефги, угля и природного газа образовались в основном из морского планктона и наземных растений, обитавших на болотах или в аналогичных условиях в теплом, мягком климате.
В настоящее время оказалось, что именно бактерии, разлагавшие остатки этих организмов, сыграли решающую роль в образовании ископаемого топлива. Французские исследователи обнаружили следы биохимической деятельности бактерий в нефти, а недавно и сами бактерии были ццентифицярованы в ней с помощью электронного микроскопа. 1 — 1 А 0,25 мкм Б 0.25 мкм Эти бактерии бьии обнарузсены в нефтеносных сланцах в Тулбаке (Квинсленд, Австралия) и иллюстрируют рабогну Мириам Гликсон.
Исследуемые сланцы относится к меловому периоду и имении возраст 320 млн. лет. А. Нитчатые баюнерии, вероятно цианобактерии; можно видеть частицы зтиг нитей. Такие бактериальные остатки вместе с обильными извеанняковыми вкраплениями в массе нефтеносных сланцев позволили доюнору Тликсон сделать заключение, что цианобакниь рии были основным источником органических веществ, нрисутсгивующиз в слангяп. Б.
Бактерии в виде кончиков напоминают рйктдасгйиз таити. Они разлагают яланктонных щютистов и изредка сокраняются в нефтлны» отложениях, которые в значительной степени образовались в результате деятельности этих бактерий В Австралийском национальном университете в Канберре геолог Мириам Гликсон собрала и сконцентрировала органический материал из богатых нефтью сланцев, имеющих возраст 120 млн. лет. Исследовательница высушила его„заключила в смолу, сделала срезы для электронной микроскопии и обнаружила несколько типов бактерий.
Одни напоминали ныне живущие морские виды, разлагающие водоросли и другой органический материал, а другие — цианобактерии. Предварительные результаты, полученные доктором Гликсон, позволяют предположить, что бактерии сьпрали меньшую роль в образовании нефти в пресноводных водоемах, чем в морских. ПРИЛОЖЕНИЕ 2 РАК ЦИТРУСОВЫХ Одна из самых острых вспышек этого заболевания началась сравнительно недавно — в августе 1984 г., когда в питомнике Эйвон-Парка во Флориде были обнаружены сеянцы цитрусовых с желтыми и бурыми крапинами. Они оказались больны раком, вызванным одной из более 100 разновидностей бактерии Халсяоиюнав сатрезггсь Другие представители этого вида заражают персиковые деревья„бобовые, капусту и другие растения, однако штамм, инфицирующий цитрусовые, Рая цитрусоаьп, чрезвычайно бьсппро распри инраииаииаал по Флориде а 1984 г.
А. Пораженные плоды и листья апель- сина. Б. Поврежденный стебель апельси- нового дерева представляет особую опасность для растениеводов. За четыре месяца с того момента, как обнаружили больные растения, во Флориде погибло 7 млн. сеянцев цитрусовых, несмотря на все попытки остановить распространение заболевания. В изучение данной болезни в США были вложены громадные ассигновании.
Рак цитрусовых (симптомы — повреждение стеблей, листьев и плодов) распространяется очень быстро; он перс- дается через упаковочные ящики, обертку, транспортируемые растения и многими другими путями. Штаммы бактерий, поражающих цитрусовые, различаются по симптомам заболевания, местам поражения, тому, какие виды цитрусовых к ним чувствительны. До трагедии 1984 г. во Флориде рак не поражал цитрусовые сорок лет. В чем причина новой вспьппкн болезни? К сожалению, ни один штамм, поразивший растения в 30-е годы, не сохранился, хотя было важно сравнить его с новым штаммом. Новый штамм был занезен из-за грашщы: почти 5800 партий фруктов, зараженных раком, были задержаньс инспекцией в портах США между 1971 и 1983 гг., что иллюстрирует большое экономическое значение строгого контроля за сельскохозяйственной продукцией.
Только создание устойчивых сортов цитрусовьсх, подобных тем, которые произрастают в Японии, восстановит индустрию цитрусовых во Флориде, которая в 1983 г. имела оборот в 2,5 млрд. долларов. Около 58% всех апельсиновых соков, которые потребляли американцы в 80-х годах, поставлялось из Флориды, еще 35% — из Бразилии.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Вйсаеюют, В. Р., В. В. Ритйе!г Майпейс Намйагюп га Вассепа", Бпепбйс Апсепсап 245(6)с 58 — 65; 17есешйег 1981. Увлекательное описание способа ориентации бактерий в магнит- Всоси, Тйотю П.: В!ойсйу о( М!сгоогйашзпи, Згд ед., РгепбсеН й, Ьзс., Епй(е оод Сййг, СЧ. 1., 1979. Интересное и порой увлекательное введение в микробиолоппо, где имеется описание водорослей и простейших; особое внимание уделено зксвюгин микроорганизмов. Сагг, М С., В. В. й'Ьлсои (Егсз.): Пю Вю!ойу о( СуапоЬассепа, (Лпгшг!Су о( СаЫопдз Ргем, Ветке!еу, 1982.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
