እንደ አመጋገብ አይነት ሁሉም የታወቁ ሕያዋን ፍጥረታት በሁለት ትላልቅ ዓይነቶች ይከፈላሉ፡ hetero- እና autotrophs። የኋለኛው ልዩ ባህሪ አዳዲስ ንጥረ ነገሮችን ከካርቦን ዳይኦክሳይድ እና ሌሎች ኦርጋኒክ ካልሆኑ ንጥረ ነገሮች በተናጥል የመገንባት ችሎታቸው ነው።
የእነሱን አስፈላጊ ተግባራቸውን የሚደግፉ የሀይል ምንጮች በፎቶአፍቶትሮፍስ (ምንጩ ብርሃን ነው) እና ኬሞቶቶሮፍስ (ምንጩ ማዕድን ነው) መከፋፈላቸውን ይወስናሉ። እና በኬሞአውቶፊተስ ኦክሳይድ በተሰራው ንጥረ ነገር ስም መሰረት ሃይድሮጂን እና ናይትሬቲንግ ባክቴሪያ እንዲሁም ሰልፈር እና ብረት ባክቴሪያ ይከፋፈላሉ::
ይህ መጣጥፍ በመካከላቸው በጣም ለተለመደው ቡድን - ናይትራይቲንግ ባክቴሪያ ይሆናል።
የግኝት ታሪክ
በ19ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ላይ እንኳን የጀርመን ሳይንቲስቶች ናይትራይዜሽን ሂደት ባዮሎጂያዊ መሆኑን አረጋግጠዋል። በተጨባጭ ሁኔታ, ክሎሮፎርም ወደ ፍሳሽ ውሃ ውስጥ ሲጨመር, የአሞኒያ ኦክሳይድ መቆሙን አሳይተዋል. ግን ይህ ለምን እንደሚከሰት ለማብራራት, አያደርጉትምይችላል።
ይህ የተደረገው ከጥቂት አመታት በኋላ በሩሲያ ሳይንቲስት ቪኖግራድስኪ ነው። በናይትሬሽን ሂደት ውስጥ ቀስ በቀስ የተሳተፉ ሁለት የባክቴሪያ ቡድኖችን ለይቷል. ስለዚህ አንድ ቡድን የአሞኒየም ኦክሳይድ ወደ ናይትረስ አሲድ መያዙን ያረጋገጠ ሲሆን ሁለተኛው የባክቴሪያ ቡድን ደግሞ ወደ ናይትሪክ አሲድ የመቀየር ሃላፊነት ነበረው። በዚህ ሂደት ውስጥ የሚሳተፉ ሁሉም ናይትሬቲንግ ባክቴሪያዎች ግራም-አሉታዊ ናቸው።
የኦክሳይድ ሂደት ባህሪያት
በአሞኒየም ኦክሳይድ የኒትሬትስ አፈጣጠር ሂደት በርካታ ደረጃዎች ያሉት ሲሆን በዚህ ጊዜ ናይትሮጅን የያዙ ውህዶች የተለያየ ደረጃ ያላቸው የኤንኤች ቡድን ኦክሲዴሽን ይፈጠራሉ።
የአሞኒየም ኦክሳይድ የመጀመሪያው ምርት ሃይድሮክሲላሚን ነው። ምናልባትም፣ በNH4 ቡድን ውስጥ በሞለኪዩል ኦክሲጅን በማካተቱ ምክንያት የተፈጠረ ነው፣ ምንም እንኳን ይህ ሂደት በመጨረሻ ያልተረጋገጠ እና አከራካሪ ሆኖ ቢቆይም።
በመቀጠል፣ ሃይድሮክሲላሚን ወደ ናይትሬት ይቀየራል። ምናልባትም, ሂደቱ የሚከናወነው በ NOH (hyponitrite) ምስረታ ናይትረስ ኦክሳይድን በመለቀቁ ነው. በዚህ ሁኔታ የሳይንስ ሊቃውንት ናይትረስ ኦክሳይድን ማምረት ከውህደቱ የተገኘ ውጤት እንደሆነ አድርገው ይቆጥሩታል ይህም በኒትሬት መቀነስ ምክንያት ነው።
ከኬሚካል ንጥረነገሮች መመረት በተጨማሪ በዲንትሪሚሽን ወቅት ከፍተኛ መጠን ያለው ሃይል ይወጣል። በሄትሮትሮፊክ ኤሮቢክ ፍጥረታት ውስጥ ከሚፈጠረው ጋር ተመሳሳይነት በዚህ ሁኔታ የ ATP ሞለኪውሎች ውህደት ከዳግም ሂደቶች ጋር የተቆራኘ ነው, በዚህም ምክንያት ኤሌክትሮኖች ወደ ኦክሲጅን ይዛወራሉ.
Nitrite ኦክሳይድ ሲደረግ የተገላቢጦሽ ትራንስፖርት ሂደት ወሳኝ ሚና ይጫወታልኤሌክትሮኖች. በሰንሰለቱ ውስጥ ኤሌክትሮኖችን ማካተት በቀጥታ በሳይቶክሮም (ሲ-አይነት እና / ወይም A-አይነት) ውስጥ ይከሰታል ፣ እና ይህ በቂ መጠን ያለው ኃይል ይጠይቃል። በውጤቱም የኬሞቶሮፊክ ናይትሬቲንግ ባክቴሪያ ሙሉ ለሙሉ አስፈላጊ የሆነውን የኃይል ክምችት አቅርቧል ይህም ለካርቦን ዳይኦክሳይድ ግንባታ እና ውህደት ሂደቶች ያገለግላል።
የናይትሪያል ባክቴሪያ ዓይነቶች
በመጀመሪያው የናይትሬሽን ምዕራፍ አራት የናይትሮባክቴሪያ ዝርያዎች ይሳተፋሉ፡
- ኒትሮሶሞናስ፤
- ናይትሮሲስ;
- ኒትሮሶሉቡስ፤
- nitrosospira።
በነገራችን ላይ፣ በተጠቆመው ምስል (ፎቶ በአጉሊ መነጽር) ላይ ናይትራይቲንግ ባክቴሪያዎችን ማየት ይችላሉ።
በሙከራ ከነሱ መካከል በጣም ከባድ ነው፣ እና አብዛኛውን ጊዜ አንዱን ባህሎች ነጥሎ ማውጣት ሙሉ በሙሉ የማይቻል ነው፣ ስለዚህ የእነሱ ግምት በአብዛኛው ውስብስብ ነው። ሁሉም የተዘረዘሩ ረቂቅ ተሕዋስያን መጠናቸው እስከ 2-2.5 ማይክሮን ሲሆን በዋናነት ሞላላ ወይም ክብ ቅርጽ ያላቸው (ከኒትሮስፒራ በስተቀር የዱላ ቅርጽ ካለው)። በፍላጀላ ምክንያት ሁለትዮሽ fission እና ቀጥተኛ እንቅስቃሴ ማድረግ ይችላሉ።
ሁለተኛው የናይትሬሽን ምዕራፍ ይሳተፋል፡
- ጂነስ ናይትሮባክተር፤
- ናይትሮስፒን አይነት፤
- ናይትሮኮከስ።
በጣም የተጠና የጂነስ Nitrbacter የባክቴሪያ ዝርያ፣ በቫይኖግራድስኪ ስም የተሰየመ። እነዚህ ኒትራይፋይድ ባክቴሪያዎች የእንቁ ቅርጽ ያላቸው ሴሎች አሏቸው፣በማደግ የሚባዙ፣ተንቀሳቃሽ ስልክ (በፍላጀለም ምክንያት) የሴት ልጅ ሴል ይመሰረታሉ።
የባክቴሪያ መዋቅር
የተጠናው ናይትራይፋይ ባክቴሪያዎች ከሌሎች ግራም-አሉታዊ ረቂቅ ተሕዋስያን ጋር ተመሳሳይ ሴሉላር መዋቅር አላቸው። አንዳንዶቹ በሴሉ መሃል ላይ ተቆልለው የሚሠሩ የውስጥ ሽፋኖች ስርዓት አላቸው ፣ በሌሎች ውስጥ ደግሞ ከዳርቻው ላይ የበለጠ ይገኛሉ ወይም በርካታ ቅጠሎችን ያቀፈ በጽዋ መልክ መዋቅር ይመሰርታሉ። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ፣ ኢንዛይሞች የሚገናኙት በናይትራይተሮች የተወሰኑ ንጥረ ነገሮችን ኦክሳይድ ሂደት ውስጥ የሚሳተፉት ከእነዚህ ቅርጾች ጋር ነው።
ናይትሪያል ባክቴሪያ የምግብ አይነት
Nitrobacteria ውጫዊ ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮችን መጠቀም ስለማይችሉ አስገዳጅ አውቶትሮፕስ ናቸው። ነገር ግን አንዳንድ ናይትራይፋይድ ባክቴሪያዎች አንዳንድ ኦርጋኒክ ውህዶችን የመጠቀም ችሎታ በሙከራ ታይቷል።
የእርሾው ንጥረ ነገር autolysates፣ serine እና glutamate በዝቅተኛ ክምችት ውስጥ ያለው ንጥረ ነገር የናይትሮባክቴሪያን እድገት እንዳበረታታ ታወቀ። ምንም እንኳን ሂደቱ በጣም ቀርፋፋ ቢሆንም ይህ በሁለቱም ናይትሬት ውስጥ እና በንጥረ-ምግብ ውስጥ አለመኖር ይከሰታል. በተቃራኒው ናይትሬት በሚኖርበት ጊዜ የአሲቴት ኦክሲዴሽን ይጨቆናል ነገር ግን የካርቦን ፕሮቲን ወደ ፕሮቲን፣ የተለያዩ አሚኖ አሲዶች እና ሌሎች ሴሉላር ክፍሎች መቀላቀል በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል።
በበርካታ ሙከራዎች ምክንያት ናይትራይቲንግ ባክቴሪያ አሁንም ወደ ሄትሮትሮፊክ አመጋገብ ሊቀየር እንደሚችል መረጃው ታውቋል፣ነገር ግን ምን ያህል ፍሬያማ እና ለምን ያህል ጊዜ እንደዚህ ባሉ ሁኔታዎች ሊኖሩ እንደሚችሉ ገና መታየት አለበት። መረጃው በቂ እስከሆነ ድረስበዚህ ጉዳይ ላይ የመጨረሻ መደምደሚያ ላይ ለመድረስ ወጥነት የለውም።
መኖሪያ እና ናይትራይቲንግ ባክቴሪያ አስፈላጊነት
ናይትሪሪንግ ባክቴሪያ ኬሞቶቶሮፍስ ናቸው እና በተፈጥሮ ውስጥ በሰፊው ተሰራጭተዋል። በሁሉም ቦታ ይገኛሉ: በአፈር ውስጥ, የተለያዩ ንጣፎች, እንዲሁም የውሃ አካላት. የአስፈላጊ ተግባራቸው ሂደት በተፈጥሮ ውስጥ ላለው አጠቃላይ የናይትሮጅን ዑደት ትልቅ አስተዋፅዖ ያደርጋል እና በእውነቱ ከፍተኛ መጠን ሊደርስ ይችላል።
ለምሳሌ እንደ ናይትሮሲስቲስ ውቅያኖስ ያሉ ረቂቅ ተሕዋስያን ከአትላንቲክ ውቅያኖስ ተነጥለው የhalophiles ንብረት ናቸው። በባህር ውሃ ውስጥ ወይም በውስጡ የያዘው ንጥረ ነገር ውስጥ ብቻ ሊኖር ይችላል. ለእንደዚህ አይነት ረቂቅ ተህዋሲያን የመኖሪያ ቦታ ብቻ ሳይሆን እንደ ፒኤች እና የሙቀት መጠን ያሉ ቋሚዎችም አስፈላጊ ነው.
ሁሉም የሚታወቁ ናይትራይፋይ ባክቴሪያዎች አስገዳጅ ኤሮብስ ተብለው ተመድበዋል። አሞኒየምን ወደ ናይትረስ አሲድ እና ናይትረስ አሲድ ወደ ናይትሪክ አሲድ ለማድረስ ኦክስጅን ያስፈልጋቸዋል።
የመኖሪያ ሁኔታዎች
ሌላው ሳይንቲስቶች ለይተው ያወቁት ጠቃሚ ነጥብ ናይትራይዚንግ ባክቴሪያ የሚኖሩበት ቦታ ኦርጋኒክ ቁስን መያዝ እንደሌለበት ነው። እነዚህ ረቂቅ ተሕዋስያን በመርህ ደረጃ ኦርጋኒክ ውህዶችን ከውጭ መጠቀም እንደማይችሉ ንድፈ ሀሳቡ ቀርቧል። እንዲያውም የግዴታ አውቶትሮፕስ ተብለው ተጠርተዋል።
በመቀጠልም ግሉኮስ፣ ዩሪያ፣ ፔፕቶን፣ ግሊሰሪን እና ሌሎች ኦርጋኒክ ንጥረ ነገሮች በናይትራይሪንግ ባክቴሪያ ላይ የሚያሳድሩት ጎጂ ውጤት በተደጋጋሚ የተረጋገጠ ቢሆንም ሙከራዎች አያቆሙም።
የናይትሮጅን ባክቴሪያ ጠቀሜታ ለአፈር
እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ ናይትራይፈሮች በአፈር ላይ በጎ ተጽእኖ እንዳላቸው ይታመን ነበር፣አሞኒየምን ወደ ናይትሬትስ በመከፋፈል ለምነቱን ይጨምራል። የኋለኞቹ በእጽዋት በደንብ ብቻ ሳይሆን በራሳቸውም የአንዳንድ ማዕድናት መሟሟትን ይጨምራሉ.
ነገር ግን ከቅርብ ዓመታት ወዲህ ሳይንሳዊ አመለካከቶች እየተቀየሩ ነው። በአፈር ለምነት ላይ የተገለጹት ረቂቅ ተሕዋስያን አሉታዊ ተጽእኖ ተገለጠ. ናይትሬትድ ባክቴሪያ ፣ ናይትሬትስ መፈጠር ፣ አካባቢን ያመነጫል ፣ ይህም ሁል ጊዜ አዎንታዊ ነገር አይደለም ፣ እና ከአሞኒየም ions ጋር የአፈርን ሙሌት ከናይትሬትስ የበለጠ ያነሳሳል። በተጨማሪም ናይትሬትስ ወደ N2 የመቀነስ ችሎታ (በዲንትሪቢሽን ጊዜ) ይህ ደግሞ በናይትሮጅን ውስጥ የአፈር መመናመንን ያስከትላል።
የናይትሪያል ባክቴሪያ አደጋ ምንድነው?
አንዳንድ የናይትሮባክቴሪያ ዓይነቶች ኦርጋኒክ ንኡስ ፕላስተር በተገኙበት አሚዮኒየምን ኦክሳይድ በማድረግ ሃይድሮክሲላሚንን እና በመቀጠልም ናይትሬትስ እና ናይትሬትስ ይፈጥራሉ። እንዲሁም, እንደዚህ ባሉ ምላሾች ምክንያት, ሃይድሮክሳሚክ አሲዶች ሊከሰቱ ይችላሉ. በተጨማሪም በርካታ ባክቴሪያዎች ናይትሮጅን (oximes, amines, amides, hydroxamates እና ሌሎች ናይትሮ ውህዶች) ያላቸውን የተለያዩ ውህዶች ናይትራይዜሽን ሂደት ያካሂዳሉ።
በተወሰኑ ሁኔታዎች ውስጥ የሄትሮሮፊክ ናይትራይዜሽን ልኬት በጣም ትልቅ ብቻ ሳይሆን በጣም ጎጂ ሊሆን ይችላል። አደጋው በእንደዚህ ዓይነት ለውጦች ሂደት ውስጥ መርዛማ ንጥረነገሮች ፣ mutagens እና ካርሲኖጂንስ መፈጠር ይከሰታል። ስለዚህ, ሳይንቲስቶች በቅርብ ናቸውይህን ርዕስ በማጥናት ላይ እየሰሩ ነው።
ሁልጊዜ በእጅ የሚገኝ ባዮሎጂካል ማጣሪያ
ናይትሪሪንግ ባክቴሪያ ረቂቅ ጽንሰ-ሀሳብ ሳይሆን በጣም የተለመደ የህይወት አይነት ነው። ከዚህም በላይ ብዙውን ጊዜ በሰዎች ይጠቀማሉ።
ለምሳሌ፣እነዚህ ባክቴሪያዎች የ aquariums ባዮሎጂካል ማጣሪያዎች አካል ናቸው። የዚህ ዓይነቱ ጽዳት ብዙ ወጪ የማይጠይቅ እና እንደ ሜካኒካል ጽዳት አድካሚ አይደለም፣ነገር ግን በተመሳሳይ ጊዜ ናይትራይቲንግ ባክቴሪያዎችን እድገትና አስፈላጊ እንቅስቃሴ ለማረጋገጥ የተወሰኑ ሁኔታዎችን ማክበርን ይጠይቃል።
ለእነርሱ በጣም ምቹ የሆነው ማይክሮ አየር ከ25-26 ዲግሪ ሴልሺየስ የሙቀት መጠን (በዚህ ሁኔታ ውሃ) ፣ የማያቋርጥ የኦክስጂን አቅርቦት እና የውሃ ውስጥ እፅዋት መኖር ነው።
በግብርና ላይ የሚገኙ ኒትራይፋይድ ባክቴሪያዎች
ምርትን ለመጨመር አርሶ አደሮች የተለያዩ ናይትራይቲንግ ባክቴሪያዎችን የያዙ ማዳበሪያዎችን ይጠቀማሉ።
በዚህ ሁኔታ የአፈርን አመጋገብ በናይትሮባክቴሪያ እና በአዞቶባክቴሪያ ይሰጣል። እነዚህ ባክቴሪያዎች አስፈላጊ የሆኑትን ንጥረ ነገሮች ከአፈር እና ከውሃ ውስጥ ያስወጣሉ, ይህም በኦክሳይድ ሂደት ውስጥ በቂ መጠን ያለው ኃይል ይፈጥራል. ይህ የኬሞሲንተሲስ ሂደት ተብሎ የሚጠራው ሲሆን የተቀበለው ሃይል ከካርቦን ዳይኦክሳይድ እና ከውሃ የሚመጡ ኦርጋኒክ አመጣጥ ውስብስብ ሞለኪውሎችን ለመፍጠር ጥቅም ላይ ይውላል።
እነዚህ ጥቃቅን ተህዋሲያን ከአካባቢያቸው የተመጣጠነ ምግብ አይፈልጉም - እነሱ ራሳቸው ማምረት ይችላሉ። ስለዚህ, አረንጓዴ ተክሎች, እነሱም autotrophs ከሆኑ, ያስፈልጋቸዋልየፀሐይ ብርሃን, ከዚያም ባክቴሪያን ለማራባት አስፈላጊ አይደለም.
ራስን የሚያጸዳ አፈር
አፈር ለእጽዋት ብቻ ሳይሆን ለብዙ ሕያዋን ፍጥረታት እድገትና መራባት ተስማሚ የሆነ ረዳት ነው። ስለዚህ፣ የእሱ መደበኛ ሁኔታ እና ሚዛናዊ ቅንብር እጅግ በጣም አስፈላጊ ናቸው።
የናይትራይቲንግ ባክቴሪያ የአፈር ባዮሎጂያዊ ጽዳት እንደሚሰጥም መታወስ አለበት። እነሱ በአፈር ውስጥ ፣ የውሃ ማጠራቀሚያዎች ወይም humus ፣ በሌሎች ረቂቅ ተሕዋስያን የሚለቀቁትን እና ኦርጋኒክ ቁሶችን የሚያባክኑትን አሞኒያ ወደ ናይትሬትስ (በትክክል ወደ ናይትሪክ አሲድ ጨው ይለውጣሉ)። አጠቃላይ ሂደቱ ሁለት ደረጃዎችን ያቀፈ ነው፡
- የአሞኒያ ኦክሳይድ ወደ ናይትሬት።
- ከናይትሬት ወደ ናይትሬት ኦክሳይድ።
በተመሳሳይ ጊዜ፣እያንዳንዱ ደረጃ የሚሰጠው በልዩ ልዩ ረቂቅ ተሕዋስያን ነው።
አዙሪት እየተባለ የሚጠራው
የኃይል ስርጭት እና ህይወትን በምድር ላይ ማቆየት የሚቻለው የሁሉም ህይወት ያላቸው ነገሮች መኖርን የሚያሳዩ ህጎችን በመጠበቅ ነው። በመጀመሪያ እይታ፣ አደጋ ላይ ያለውን ነገር ለመረዳት አስቸጋሪ ነው፣ ነገር ግን በእውነቱ ሁሉም ነገር በጣም ቀላል ነው።
ከትምህርት ቤት የመማሪያ መጽሐፍ የሚከተለውን ምስል እናስብ፡
- ኢንኦርጋኒክ ያልሆኑ ንጥረ ነገሮች በጥቃቅን ተህዋሲያን የሚዘጋጁ በመሆናቸው በአፈር ውስጥ ለተክሎች እድገትና አመጋገብ ምቹ ሁኔታዎችን ይፈጥራሉ።
- እነሱም በተራው ለአብዛኞቹ እፅዋት የማይነጣጠሉ የኃይል ምንጭ ናቸው።
- የዚህ የሕይወት ትስስር ቀጣይ ሰንሰለት አዳኞች ናቸው፣ለዚህም ጉልበት፣እንደቅደም ተከተላቸው፣ የእፅዋት አቻዎቻቸው።
- ሰዎች አፕክስ አዳኝ መሆናቸው ይታወቃል ይህም ማለት ከዕፅዋትም ሆነ ከእንስሳት ዓለም ኃይል ማግኘት እንችላለን።
- እና ቀድሞውንም የራሳችን ህይወታችን ይቀራል፣እንዲሁም እነዚያ እፅዋት እና እንስሳት ለጥቃቅን ተህዋሲያን እንደ አልሚ ምግብነት ያገለግላሉ።
ስለዚህ፣ ያለማቋረጥ የሚሰራ እና በምድር ላይ ላሉ ህይወቶች ሁሉ ህይወት የሚሰጥ ክፉ ክበብ ተገኘ። እነዚህን መርሆች በማወቅ የተፈጥሮ እና ሁሉም ህይወት ያላቸው ነገሮች ምን ያህል ዘርፈ ብዙ እና ገደብ የለሽ ሃይል እንዳላቸው መገመት አያዳግትም።
ማጠቃለያ
በዚህ ጽሁፍ በባዮሎጂ ውስጥ ናይትራይቲንግ ባክቴሪያ ምንድ ነው የሚለውን ጥያቄ ለመመለስ ሞክረናል። እንደሚመለከቱት፣ የእነዚህ ረቂቅ ተሕዋስያን ጠቃሚ እንቅስቃሴ፣ ተግባር እና ተፅዕኖ የማይካድ ማስረጃ ቢኖርም አሁንም ተጨማሪ የሙከራ ጥናት የሚሹ ብዙ አከራካሪ ጉዳዮች አሉ።
ናይትሪያል ባክቴሪያዎች በኬሞትሮፍስ ተመድበዋል። የተለያዩ ማዕድናት ለእነርሱ የኃይል ምንጭ ሆነው ያገለግላሉ. በአጉሊ መነጽር ሲታይ እነዚህ ሕያዋን ፍጥረታት በዙሪያቸው ባለው ዓለም ላይ ትልቅ ተጽእኖ አላቸው።
እንደሚያውቁት ኬሞትሮፍስ በአፈር ውስጥ (አፈር ወይም ውሃ) ውስጥ ያሉትን ኦርጋኒክ ውህዶችን መውሰድ አይችሉም። በተቃራኒው ህይወት ያለው እና የሚሰራ ህዋስ ለመፍጠር የግንባታ ቁሳቁሶችን ያመርታሉ።
