Хемосинтез у бактерій.

Хемотрофи. Ця група бактерій поділяється на дві підгрупи.

Хемолітотрофи — бактерії, які добувають енергію для свого життя під час окислення неорганічних сполук: Н₂8, NН₃, N0₂, СО, Н₂ та ін. Синтез цими організмами органічних речовин свого тіла з неорганічних із використанням хімічної енергії називається хемосинтезом. Явище хемоавтотрофії було відкрито у 1887 р. видатним російським вченим С. М. Виноградським під час вивчення морфології і фізіології сірко- і залізобактерій.

Вивчення фізіології нітрифікуючих бактерій, сіркобактерій, залізобактерій і водневих бактерій дало змогу, відкрити новий спосіб життя, який трапляється тільки у прокаріотів, — хемоавто- літотрофію. Відкриття хемосинтезу в природі має важливе зна­чення, оскільки воно свідчить про те, що синтез найважливіших органічних речовин живих організмів — білків, вуглеводів та інших можливий без участі світлової енергії, а також дає можливість по-но­вому підійти до питання про виникнення і еволюцію процесів жив­лення на Землі.

Хемоорганотрофи.До цієї групи належать прокаріоти, які використовують органічну речовину водночас як джерело вугле­цю і як джерело енергії. Це переважно хемоорганогетеротрофи. Вони живуть у ґрунтах, воді та інших середовищах.

Добре відомо, що всі гетеротрофи за допомогою певних фермен­тних систем активно включають С0₂ у метаболізм, причому у прока­ріотів типи використання С0₂ набагато різноманітніші, ніж у еука- ріотів. Основним способом включення С0₂ в речовини клітини у хемогетеротрофних бактерій є реакції карбоксилювання, яких виявлено досі кілька десятків, наприклад піруват + С0₂ + АТФ→

щавлевооцтова кислота + АДФ + Ф_н, Ця реакція каталізується ферментом піруваткарбоксилазою.

Отже, всі прокаріоти за способом живлення поділяються на хемоавтолітотрофи, хемолітогетеротрофи, хемоорганоавтотрофи, хе­моорганогетеротрофи, фотолітоавтотрофи, фотолітогетеротрофи, фо- тоорганоавтотрофи і фотоорганогетеротрофи.

Хемоси́ нтез — це процес синтезу органічних речовин з вуглекислого газу за рахунок енергії окислення аміаку, сірководню і інших речовин, який здійснюється мікроорганізмами в процесі їх життєдіяльності.

Хемосинтез був відкритий у 1892 р. російським мікробіологом С. М. Виноградським. Процес хемосинтезу здійснюють хемоатотрофні бактерії:

· нітрофікуючі бактерії (окиснюють аміак спочатку до нітритів (солі нітритної кислоти), а згодом - до нітратів (солі нітратної кислоти));

· залізобактерії (окиснюють сполуки двовалентного Феруму до трьохвалентного);

· сіркобактерії (окиснюють сірководень та інші сполуки Сульфуру до сульфатної кислоти).

Особливості хемосинтезу

Особливостями хемосинтезу, які відрізняють його від фотосинтезу, є те, що цей процес:

· здійснюється без участі світла;

· відбувається з використанням кисню, тобто це аеробний процес.

Значення

У планетарному масштабі хемосинтез становить не більше 1% фотосинтезу, проте він має велике значення для біологічного колообігу та геохімічних перетворень. Значення хемосинтетиків є важливим у природі, оскільки вони беруть участь в утворенні гірських порід, спричиняють корозію металів. Хемоавтотрофні організми можуть жити в океанах на великих глибинах, де є отруйний сірководень. Вони окиснюють його і отримують важливі речовини для життєдіяльності. Хемосинтезуючі бактерії, що окиснюють сполуки Феруму, Мангану, поширені у прісних водоймах. Імовірно, що саме за їх участю впродовж мільйонів років на дні деяких боліт, озер утворилися поклади залізних і манганових руд. Також, деякі хемосинтезуючі бактерії використовуються людиною для очищення стічних вод.