Фотосинтезирующие бактерии. Хемосинтез, роль в природе метанобразующих, нитрофицирующих и других прокариот.

ФОТОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ, осуществляют фотосинтез при участии пигментов – хлорофиллов, используя энергию света. У одних фотосинтез сопровождается выделением кислорода (оксигенные бактерии), у других нет (аноксигенные фототрофы). Оксигенные бактерии представлены цианобактериями, они, как все водоросли, содержат хлорофилл а. Аноксигенные фототрофы содержат различные формы бактериохлорофиллов, к ним относят зелёные и пурпурные серные бактерии, пурпурные несерные бактерии.

Зелёные и пурпурные серные бактерии в фотосинтезе вместо воды используют сероводород, пурпурные несерные бактерии в качестве донора электронов используют органические соединения. Пурпурные серные бактерии внутри своих клеток запасают серу, встречаются в пресных и солёных водоёмах, серных источниках, образуя пурпурные налёты на иле или окрашенные слои воды. Среди них есть как подвижные, так и неподвижные формы. Зелёные серные бактерии – группа очень мелких бактерий разной морфологии. Живут в строгих анаэробных условиях, серу в клетках не накапливают, а выделяют её наружу. Большинство способно к азотофиксации.

Хемосинтезирующие бактерии— бактерии, осуществляющие хемосинтез Х.б. не являются единой в таксономическом отношении группой, а систематизируются в зависимости от окисляемого неорганического субстрата. Аэробные Х.б. (водородные, нитрифицирующие, тионовые и др.) усваивают СО2 так же, как при фотосинтезе; анаэробные Х.б. восстанавливают соединения серы и СО2. Х.б. имеют важное значение для с. х-ва: нитрифицирующие почвенные бактерии образуют нитраты из аммония, серные бактерии участвуют в образовании в почве доступных для растений сульфатов, метанобразующие бактерии используются для получения биогаза из органических отходов; играют важную роль в биогеохимических циклах в биосфере.

Метанобразующие бактерии— анаэробные бактерии способные получать энергию за счет восстановления CO2 до метана (CH4); некоторые из них способны также сбраживать метиловый спирт или уксусную кислоту, при этом метан образуется из углерода метильной группы. М.б. не образуют спор, трудно выделяются в чистой культуре. Используются для получения биогаза из органических отходов с. х-ва (утилизация этих отходов предотвращает также загрязнение ими окружающей среды).

Нитрифицирующие бактерии— аэробные почвенные бактерии, облигатные автотрофы, осуществляющие нитрификацию. Н.б. повышают плодородие почв, принимают участие в биологической очистке сточных вод и органических отходов. Впервые описаны в 1890 г. С. Н. Виноградским.

Нитрификация — процесс биологического превращения восстановленных соединений азота в форму, пригодную для усвоения высшими растениями: аммиак (NH3); нитриты (NO-2); нитраты (NO-3). Различают: а) автотрофную Н., осуществляемую бактерияминитрификаторами; б) гетеротрофную Н., осуществляемую разнообразными микроорганизмами (включая грибы); в ходе гетеротрофной Н. происходит превращение органических и неорганических соединений азота. Н. играет первостепенную роль в кругообороте азота в биосфере, повышает плодородие почв.