В группу серобактерий включаются самые разнообразные типы прокариотов. Прокариоты — одноклеточные организмы, не обладающие четко оформленного ядра, не имеющие его оболочки. Серобактерии для своей жизнедеятельности окисляют соединения сероводорода до элементарной серы, а также сульфиды, тиосульфаты, молекулярную серу.
Эти микроорганизмы относятся к автотрофам (продуцентам), синтезирующим из неорганических веществ органические:
- Purple bacteria (пурпурные),
- Chlorobiaceae (зеленые серобактерии),
- синезеленые водоросли (Cyanobacteria),
- бесцветные серобактерии.
Первичные продуценты – главное звено в мировой цепочке питания. Организмы, обитающие без кислорода и света под водой, химическим способом синтезируют органические соединения, которые служат пищей для гетеротрофов – консументов (не умеющих осуществлять питание по способу продуцентов). К гетеротрофам относят паразитов, хищных и травоядных животных, растения.
Существуют симбиозы микробов с моллюсками, трубчатыми червями, морскими ежами, живущих в воздушной зоне ила (минеральной и органической смеси на дне водоемов).
Но не все автотрофы являются продуцентами. Некоторые из них сами производят органические вещества и сами же их поглощают. Такие организмы считаются редуцентами (превращают отмершие останки на дне водоемов в неорганические вещества) и продуцентами одновременно. Автотрофы разделяются на фотосинтезирующие и образующие энергию способом хемосинтеза.
Микроорганизмы, питающиеся при помощи фотосинтеза
Серобактерий относят к фотосинтезирующим организмам, которые используют солнечный свет в качестве источника энергии. Этот способ называется фотосинтезом. Фотосинтезирующими являются некоторые многоклеточные водоросли, археи, обитающие в водоемах.
Пурпурные серобактерии относятся к фотосинтезирующему типу. Их насчитывается более чем 50 видов. Они грамположительные, существуют способные к движению при помощи жгутиков типы и недвижимые. Размножаются путем деления. Обитают в бескислородной среде у поверхности пресной и соленой воды. Используют в качестве источника углерода молекулярную серу, которая имеет свойство накапливаться в периплазматическом пространстве (полость, состоящая из дополнительной мембраны в клеточной стенке микроорганизма).
Синезеленые водоросли, или цианобактерии, также фотосинтезирующие, грамотрицательные, способны выделять кислород. Они являются потомками наиболее древних микробов на земле. Зарождение стоматолитов – продуктов их жизнедеятельности, найденных в наши дни, – датируется 2,5-3,5 млрд. лет назад.
Зеленые серобактерии не окрашиваются по Граму, имеют палочковидные или в форме яйца клетки, могут накапливать гликоген (запасы углеводов), в основном неподвижны. Зеленые серобактерии имеют полость, наполненную газом, позволяющую им погружаться на разную глубину (газовые вакуоли).
Источником углерода является углекислота. Зеленые серобактерии практически не образуют колоний, растут под пурпурными колониями. Они были обнаружены в водах гидротермальных источников на глубине более 2000 метров в Мексике. Существует две группы: способные существовать на большой глубине без света и требующие освещения зеленые серобактерии.
Читайте также:
Серобактерии, окисляющие неорганические соединения, представляют собой уникальную группу микроорганизмов, играющих важную роль в биогеохимических циклах. Врачи и биологи отмечают, что их способность использовать серосодержащие соединения в качестве источника энергии позволяет им выживать в экстремальных условиях, таких как глубоководные гидротермальные источники и кислые минеральные среды. Эти бактерии не только способствуют минерализации серы, но и участвуют в процессах биоремедиации, что делает их важными для экологии и медицины. Исследования показывают, что серобактерии могут влиять на здоровье человека, поскольку их метаболические продукты могут оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на микробиом. Врачи подчеркивают необходимость дальнейшего изучения этих микроорганизмов для понимания их роли в экосистемах и возможного применения в медицинских технологиях.
Серобактерии, окисляющие неорганические соединения, вызывают большой интерес среди ученых и экологов. Эти микроорганизмы играют ключевую роль в биогеохимических циклах, особенно в круговороте серы. Они способны использовать неорганические соединения серы, такие как сульфиды, в качестве источника энергии, что позволяет им выживать в экстремальных условиях, например, в кислых или высокосоленых средах.
Многие исследователи отмечают, что серобактерии могут быть полезны в биоремедиации, очищая загрязненные воды и почвы от токсичных веществ. Их способность к окислению сульфидов также имеет значение в промышленности, где они могут использоваться для извлечения металлов из руд. Однако, несмотря на их полезные свойства, серобактерии могут вызывать проблемы, например, в системах водоснабжения, где их активность приводит к образованию сероводорода, что создает неприятные запахи и может быть опасно для здоровья.
Таким образом, серобактерии представляют собой уникальный пример того, как микроорганизмы могут влиять на окружающую среду и человеческую деятельность, вызывая как положительные, так и отрицательные последствия.
Хемосинтез
Микроорганизмы, получающие энергию в результате переработки неорганических соединений (хемосинтез), называются хемотрофами. К данному типу относятся окисляющие аммиак нитрификаторы (Nitrobacteraceae), перерабатывающие сероводород серо- и окисляющие железо железобактерии (Geobacter).
Хемосинтез впервые был открыт С.Н. Виноградским в процессе изучения нитчатых серобактерий. Ученым также были открыты железобактерии, отличные от серобактерий тем, что используют способ окисления двухвалентного железа до трехвалентного. Вследствие этого на дне рек, морей, болот образовались марганцевые и железные руды.
Бесцветные серобактерии, также осуществляющие хемосинтез, подразделяются на два типа:
- одноклеточные – в основном неподвижные (род Macromonas и Achomatium);
- нитчатые серобактерии (Thiothrix), способные к скольжению.
Оба вида умеют откладывать серу.
Бесцветные серобактерии обитают в морях, океанах, озерах. До конца не изучена их роль в природе, потому что так и не удалось выделить чистую культуру. Исследования, проводимые на основе изучения природного материала, показали, что они играют немалую роль в окислении серных соединений на границе воздушной и безвоздушной среды водоемов.
Серобактерии являются важными участниками процесса очистки водоемов от неорганических загрязнений. Бактерии, содержащиеся в иле, применяются для очистки от сероводорода сточных вод, тем самым препятствуя его утечке в окружающую среду.
Они обеспечивают не только круговорот серы в природе. Щелочная сера, производимая этими микроорганизмами, способна стать причиной коррозии канализационных труб, порчи бетонных сооружений, зданий, шахтных и других горнодобывающих конструкций.
Вопрос-ответ
Что окисляют серобактерии?
Серобактерии (тиобактерии) — весьма разнородная группа прокариотов, окисляющих восстановленные соединения серы.
- Серобактерии очищают промышленные сточные воды, т. к. окисляют серу до сульфатов. 2) Образуя серную кислоту, способствуют выветриванию и разрушению горных пород.
Что такое хемолитотрофные серные бактерии?
Хемолитотрофные серные бактерии — это группа микроорганизмов, которые получают энергию для своего метаболизма, окисляя неорганические соединения серы, такие как сероводород или тиосульфат. Они играют важную роль в биогеохимических циклах серы, участвуя в процессах, связанных с разложением органических веществ и восстановлением серы в экосистемах. Эти бактерии могут обитать в различных средах, включая кислые и анаэробные условия, и часто используются в биотехнологиях для очистки сточных вод и извлечения металлов.
Советы
СОВЕТ №1
Изучите основные виды серобактерий и их роль в экосистемах. Понимание различных видов и их функций поможет вам лучше осознать, как эти микроорганизмы влияют на биогеохимические циклы и окружающую среду.
СОВЕТ №2
Обратите внимание на условия, в которых серобактерии thrive. Изучение факторов, таких как pH, температура и наличие сероводорода, поможет вам понять, как оптимизировать их жизнедеятельность для биотехнологических применений.
СОВЕТ №3
Проведите эксперименты по изучению серобактерий в лабораторных условиях. Это позволит вам на практике увидеть, как они окисляют неорганические соединения и как можно использовать их в очистке сточных вод или в биоремедиации.
СОВЕТ №4
Следите за последними исследованиями в области микробиологии и экологии, связанными с серобактериями. Научные статьи и конференции могут предоставить новые идеи и методы, которые помогут вам в дальнейших исследованиях.
