แบคทีเรียเป็นแนวคิดที่ทุกคนคุ้นเคย การผลิตชีสและโยเกิร์ต ยาปฏิชีวนะ การบำบัดน้ำเสีย - ทั้งหมดนี้ทำให้สิ่งมีชีวิตแบคทีเรียเซลล์เดียวเป็นไปได้ มาทำความรู้จักกับพวกเขากันดีกว่า
ตัวแทนของอาณาจักรแห่งธรรมชาติที่มีชีวิตนี้เป็นกลุ่มเดียวของโปรคาริโอต - สิ่งมีชีวิตที่เซลล์ขาดนิวเคลียส แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าไม่มีข้อมูลทางพันธุกรรมเลย โมเลกุลดีเอ็นเออยู่ในไซโตพลาสซึมของเซลล์อย่างอิสระและไม่ถูกล้อมรอบด้วยเมมเบรน
เนื่องจากขนาดของพวกมันมีขนาดเล็กมาก - มากถึง20ไมครอน แบคทีเรียได้รับการศึกษาโดยศาสตร์แห่งจุลชีววิทยา นักวิทยาศาสตร์พบว่าโปรคาริโอตสามารถเป็นเซลล์เดียวหรือสร้างโคโลนีได้ พวกเขามีโครงสร้างที่ค่อนข้างดั้งเดิม นอกจากนิวเคลียสแล้ว แบคทีเรียยังปราศจากพลาสติดทุกชนิด กอลจิคอมเพล็กซ์ EPS ไลโซโซม และไมโตคอนเดรีย แต่ถึงอย่างไรก็ตามสิ่งนี้ เซลล์แบคทีเรียสามารถดำเนินกระบวนการที่สำคัญที่สุด: การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนโดยไม่ต้องใช้ออกซิเจน, โภชนาการ heterotrophic และ autotrophic, การสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศและการก่อตัวของซีสต์ระหว่างประสบกับสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย
การจำแนกประเภทขึ้นอยู่กับลักษณะที่แตกต่างกัน หนึ่งในนั้นคือรูปร่างของเซลล์ ดังนั้น vibrios จึงมีรูปลูกน้ำ cocci มีรูปร่างโค้งมน Spirillae มีรูปร่างเป็นเกลียวและแบคทีเรียมีรูปร่างเหมือนแท่ง
นอกจากนี้ แบคทีเรียยังถูกรวมออกเป็นกลุ่มตามลักษณะของโครงสร้างเซลล์ ของจริงสามารถสร้างแคปซูลเมือกรอบเซลล์ของตัวเองและติดตั้งแฟลกเจลลา
ไซยาโนแบคทีเรียหรือสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินมีความสามารถในการสังเคราะห์แสงและร่วมกับเชื้อราเป็นส่วนหนึ่งของไลเคน
แบคทีเรียหลายชนิดสามารถอยู่ร่วมกันได้ -การอยู่ร่วมกันที่เป็นประโยชน์ร่วมกันของสิ่งมีชีวิต สารตรึงไนโตรเจนจะเกาะอยู่ที่รากของพืชตระกูลถั่วและพืชชนิดอื่นๆ ก่อตัวเป็นก้อน ง่ายต่อการเดาว่าแบคทีเรียโนดูลทำหน้าที่อะไร พวกมันเปลี่ยนไนโตรเจนในบรรยากาศซึ่งจำเป็นต่อการพัฒนาพืช
โปรคาริโอตเป็นกลุ่มของสิ่งมีชีวิตที่มีอาหารทุกมื้อ ดังนั้นแบคทีเรียสีเขียวและสีม่วงจึงกิน autotrophically เนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์ เนื่องจากการมีพลาสติด จึงสามารถระบายสีด้วยสีต่างๆ ได้ แต่จำเป็นต้องมีคลอโรฟิลล์ การสังเคราะห์ด้วยแสงของแบคทีเรียและพืชแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ในแบคทีเรีย น้ำไม่ใช่ตัวทำปฏิกิริยาที่จำเป็น ไฮโดรเจนหรือไฮโดรเจนซัลไฟด์สามารถทำหน้าที่เป็นผู้ให้อิเล็กตรอน ดังนั้นออกซิเจนจะไม่ถูกปล่อยออกมาในระหว่างกระบวนการนี้
แบคทีเรียกลุ่มใหญ่เลี้ยงแบบ heterotrophically เช่นง. โดยสารอินทรีย์สำเร็จรูป สิ่งมีชีวิตดังกล่าวใช้ซากของสิ่งมีชีวิตที่ตายแล้วและของเสียเป็นอาหาร แบคทีเรียที่เน่าเปื่อยและการหมักสามารถย่อยสลายอินทรียวัตถุที่รู้จักทั้งหมดได้ สิ่งมีชีวิตดังกล่าวเรียกว่า saprotrophs
แบคทีเรียในพืชบางชนิดสามารถเกิดขึ้นได้การอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ร่วมกับเชื้อรา พวกมันเป็นส่วนหนึ่งของไลเคน แบคทีเรียปมที่ตรึงไนโตรเจนอยู่ร่วมกันกับรากของพืชตระกูลถั่ว
อีกกลุ่มตามประเภทของอาหารคือเคมีบำบัด นี่คือโภชนาการ autotrophic ประเภทหนึ่งซึ่งในระหว่างนั้นแทนที่จะใช้พลังงานแสงอาทิตย์พลังงานของพันธะเคมีของสารต่าง ๆ ถูกใช้ แบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนนั้นเป็นของสิ่งมีชีวิตดังกล่าว พวกมันออกซิไดซ์สารประกอบอนินทรีย์บางชนิดในขณะที่ให้พลังงานในปริมาณที่จำเป็น
จุลินทรีย์กินอาหารในลักษณะเดียวกันสามารถเปลี่ยนสารประกอบไนโตรเจนได้ พวกเขาเรียกว่าแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน แม้ว่าแบคทีเรียจะอาศัยอยู่ทุกหนทุกแห่ง แต่ที่อยู่อาศัยของสายพันธุ์นี้คือดิน อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นคือรากของพืชตระกูลถั่ว
แบคทีเรียรูตโนดูลมีหน้าที่อะไร?เป็นเพราะโครงสร้างของพวกเขา แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าอย่างชัดเจน ปักหลักอยู่บนรากของพืชตระกูลถั่วและซีเรียลพวกมันเจาะพืช ในกรณีนี้จะเกิดความหนาขึ้นภายในซึ่งการเผาผลาญเกิดขึ้น
ว่ากันว่าแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนอยู่ในกลุ่มของ Mutualists การอยู่ร่วมกับสิ่งมีชีวิตอื่นเป็นประโยชน์ร่วมกัน ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตกลูโคส ซึ่งจำเป็นสำหรับกระบวนการที่สำคัญ แบคทีเรียไม่สามารถทำได้ในกระบวนการนี้ ดังนั้นน้ำตาลสำเร็จรูปจึงได้มาจากพืชตระกูลถั่ว
พืชต้องการไนโตรเจนในการดำรงชีวิตมีสารนี้ในปริมาณค่อนข้างมากในธรรมชาติ ตัวอย่างเช่น ปริมาณไนโตรเจนในอากาศคือ 78% อย่างไรก็ตาม ในสภาวะนี้ พืชไม่สามารถดูดซับสารนี้ได้ แบคทีเรียที่ตรึงไนโตรเจนจะดูดซับไนโตรเจนในบรรยากาศและแปลงให้อยู่ในรูปแบบที่เหมาะสมกับพืช
หน้าที่ของแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนคืออะไรสามารถเห็นได้จากตัวอย่างของ chemotrophic bacterium azospirillum สิ่งมีชีวิตนี้อาศัยอยู่บนรากของธัญพืช: ข้าวบาร์เลย์หรือข้าวสาลี เขาถูกเรียกอย่างถูกต้องว่าเป็นผู้นำในหมู่ผู้ผลิตไนโตรเจน เขาสามารถให้องค์ประกอบนี้มากถึง 60 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์ของที่ดิน
พืชตระกูลถั่วตรึงไนโตรเจนเช่นไรโซบิทัม ไซโนริโซเบียมและอื่น ๆ ก็เป็น "คนงาน" ที่ดีเช่นกัน พวกเขาสามารถปรับปรุงพื้นที่หนึ่งเฮกตาร์ด้วยไนโตรเจนที่มีน้ำหนักมากถึง 390 กิโลกรัม พืชตระกูลถั่วยืนต้นเป็นแหล่งกำเนิดของไนโตรเจนซึ่งให้ผลผลิตสูงถึง 560 กิโลกรัมต่อเฮกตาร์ของพื้นที่เพาะปลูก
แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนทั้งหมดตามลักษณะเฉพาะกระบวนการชีวิตสามารถรวมกันเป็นสองกลุ่ม กลุ่มแรกคือไนตริไฟเออร์ สาระสำคัญของเมแทบอลิซึมในกรณีนี้คือห่วงโซ่ของการเปลี่ยนแปลงทางเคมี แอมโมเนียมหรือแอมโมเนียจะถูกแปลงเป็นไนไตรต์ - เกลือของกรดไนตริก ในทางกลับกันไนไตรต์จะถูกเปลี่ยนเป็นไนเตรตซึ่งเป็นเกลือของสารประกอบนี้ด้วย ในรูปของไนเตรต ไนโตรเจนจะถูกดูดซึมได้ดีกว่าโดยระบบรากของพืช
กลุ่มที่สองเรียกว่าดีไนตริไฟเออร์ พวกเขาดำเนินกระบวนการที่ตรงกันข้าม: ไนเตรตที่มีอยู่ในดินจะถูกแปลงเป็นก๊าซไนโตรเจน ดังนั้นวัฏจักรไนโตรเจนจึงเกิดขึ้นในธรรมชาติ
กระบวนการชีวิตยังรวมถึงกระบวนการผสมพันธุ์ มันเกิดขึ้นโดยการแบ่งเซลล์ออกเป็นสองส่วน น้อยกว่ามาก - โดยการแตกหน่อ กระบวนการทางเพศที่เรียกว่า conjugation ก็เป็นลักษณะของแบคทีเรียเช่นกัน ในกรณีนี้มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลทางพันธุกรรม
เนื่องจากระบบรูทปล่อยของมีค่ามากมายสารแบคทีเรียเกาะติดมันมาก พวกมันเปลี่ยนเศษซากพืชให้เป็นสารที่พืชสามารถดูดซึมได้ เป็นผลให้ชั้นดินรอบ ๆ ได้รับคุณสมบัติบางอย่าง เรียกว่าไรโซสเฟียร์
มีหลายวิธีในการดำเนินการเซลล์แบคทีเรียในเนื้อเยื่อของระบบราก สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากความเสียหายต่อเนื้อเยื่อจำนวนเต็มหรือในบริเวณที่เซลล์รากยังเด็ก บริเวณรากผมยังเป็นเส้นทางสำหรับเคมีโมโทรฟที่จะเจาะเข้าไปในพืช นอกจากนี้ รากขนจะติดเชื้อและเกิดก้อนขึ้นจากการแบ่งตัวของเซลล์แบคทีเรีย เซลล์ที่บุกรุกจะก่อให้เกิดเส้นด้ายที่ติดเชื้อซึ่งดำเนินกระบวนการแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อพืชต่อไป ก้อนแบคทีเรียเชื่อมต่อกับรากด้วยความช่วยเหลือของระบบนำไฟฟ้า เมื่อเวลาผ่านไปจะมีสารพิเศษปรากฏขึ้น - เลฮีโมโกลบิน
เมื่อถึงเวลาที่กิจกรรมที่เหมาะสมที่สุดปรากฏออกมา ก้อนเนื้อจะได้สีชมพู (เนื่องจากเม็ดสีเลฮีโมโกลบิน) เฉพาะแบคทีเรียที่มีเลเฮโมโกลบินเท่านั้นที่สามารถตรึงไนโตรเจนได้
มีคนสังเกตมานานแล้วว่าถ้าคุณขุดพืชตระกูลถั่วพืชที่มีดินการเก็บเกี่ยวในที่นี้จะดีกว่า ไม่เกี่ยวกับขั้นตอนการไถ ดินดังกล่าวอุดมไปด้วยไนโตรเจนซึ่งจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช
ถ้าใบนั้นเรียกว่าโรงงานออกซิเจน แบคทีเรียตรึงไนโตรเจนสามารถเรียกได้ว่าเป็นโรงงานไนเตรตได้อย่างถูกต้อง
ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจกับพลังมหัศจรรย์ของพืชตระกูลถั่ว เนื่องจากขาดความรู้ จึงเกิดจากพืชเท่านั้นและไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ มีคนแนะนำว่าใบสามารถตรึงไนโตรเจนในบรรยากาศได้ ในระหว่างการทดลอง พบว่าพืชตระกูลถั่วที่เติบโตในน้ำสูญเสียความสามารถนี้ เป็นเวลากว่า 15 ปีแล้วที่คำถามนี้ยังคงเป็นปริศนา ไม่มีใครเดาได้ว่าแบคทีเรียตรึงไนโตรเจนซึ่งไม่มีการศึกษาที่อยู่อาศัยกำลังทำสิ่งนี้อยู่ ปรากฎว่าเรื่องนี้อยู่ในการพึ่งพาอาศัยกันของสิ่งมีชีวิต เฉพาะพืชตระกูลถั่วและแบคทีเรียเท่านั้นที่สามารถผลิตไนเตรตสำหรับพืชได้
ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ระบุพืชมากกว่า 200 ชนิดที่ไม่ได้อยู่ในตระกูลพืชตระกูลถั่ว แต่สามารถสร้าง symbiosis กับแบคทีเรียตรึงไนโตรเจน มันฝรั่ง ข้าวฟ่าง ข้าวสาลี ก็มีคุณสมบัติที่มีคุณค่าเช่นกัน
