Что такое азотфиксирующие бактерии

Бактерии, обладающие способностью фиксировать азот, играют очень важную роль в биологическом цикле. В этой статье представлена ​​подробная информация о различных типах таких бактерий.

Бактерии, обладающие способностью фиксировать азот, играют очень важную роль в биологическом цикле. В этой статье представлена ​​подробная информация о различных типах таких бактерий.

Вы, должно быть, слышали об азотфиксирующих бобовых растениях, которые обогащают почву, в которой они растут. Они обладают уникальной способностью фиксировать атмосферный азот в земле и сами вносить удобрения. На самом деле эти растения не справляются с этим самостоятельно. Частично они обязаны этим усилиям своим симбиотическим отношениям с азотфиксирующими бактериями. Бобовые растения обеспечивают бактерии питательными веществами, взамен которых они фиксируют атмосферный азот с помощью анаэробных процессов ( процессов, которые работают без кислорода ).

Механизм фиксации азота

Основная функция этих бактерий - «выживание», и в своих усилиях, направленных на достижение этой цели, они вступают в симбиотические отношения с бобовыми растениями, или некоторые из них выживают сами по себе. В рамках своего метаболического цикла они фиксируют азот.

Фермент, который используют эти бактерии, называется «нитрогеназа». Это химическое вещество, отвечающее за азотфиксацию, без которого этот процесс невозможен. Процесс на химическом уровне, который обеспечивает фиксацию азота, можно резюмировать следующим образом:
N 2  + 6 H +  + 6 e -  → 2 NH 3

Есть много сложных процессов, которые делают возможной эту азотфиксацию, и описанная выше реакция является упрощенной. Конечными продуктами являются аммиак (NH 3 ) и вода. Нитрогеназа, жизненно важный ингредиент, который делает возможной фиксацию азота, разрушается при контакте с кислородом.

Таким образом, процесс фиксации азота происходит только в анаэробных ( лишенных кислорода ) условиях или кислород нейтрализуется его комбинацией с химическими веществами, такими как Леггемоглобин . Фиксация азота - это один из этапов цикла, который поддерживает баланс этого элемента в природе.

Типы

Азотфиксирующие бактерии и другие микроорганизмы, фиксирующие азот, вместе называются « диазотрофами ». В почве существует множество штаммов этих бактерий, которые выполняют эту функцию. Они являются важными агентами в «азотном цикле». Все различные типы диазотрофов имеют азотфиксирующую систему на основе железомолибденовой нитрогеназы . Вот список этих бактерий.

Ризобия

Эти полезные бактерии, принадлежащие к роду Rhizobia , в основном встречаются в почве и выживают благодаря своим симбиотическим отношениям с бобовыми растениями семейства Fabaceae . Их процесс азотфиксации не может быть выполнен без помощи их симбиотических партнеров - бобовых растений. Это палочковидные и подвижные бактерии.

Frankia

Бактерии, принадлежащие к роду Frankia, выживают благодаря симбиотическим отношениям с актиноризными растениями, которые похожи на бобовые. Эти бактерии образуют клубеньки в корнях этих растений. Они полностью удовлетворяют потребность этих растений в азоте и косвенно обогащают почву соединениями азота.

Цианобактерии

Некоторые цианобактерии проявляют симбиотическое поведение, ассоциируясь с лишайниками, печеночниками, одним из видов папоротников и цикад. Один из примеров - Анабаена .

• Clostridium
• Десульфовибрио
• Клебсиелла пневмонии
• Bacillus polymyxa
• Bacillus macerans
• Escherichia intermedia
• Azotobacter vinelandii
• Анабаена цилиндрическая
• Коммуна Носток
• Rhodobacter sphaeroides
• Rhodopseudomonas palustris
• Rhodobacter capsulatus

Этот список является репрезентативным только для большого числа видов бактерий, у которых есть азотфиксирующий механизм в своем метаболическом цикле.