Почвенные бактерии
Экология бактерий
Различные группы микроорганизмов участвуют в отдельных этапах разложения и круговорота веществ, происходящих почве; эти естественные сообщества организованы довольно сложным путем (рис. 11-18). Например, штамм Streptococcus, неустойчивый к пенициллину, защищается пенициллиноустойчивым штамом рода Bacteroid.es, который так эффективно разрушает пенициллин, что антибиотик не в состоянии подавить рост Streptococcus.
Многие бактерии и грибы разлагают углеродсодержащие соединения и выделяют в атмосферу С02. Наиболее важные органические вещества растительного происхождения — это целлюлоза, лигнин, пектины, крахмал и сахара. Установлено, что более 90% С02 образуется в биосфере в результате деятельности бактерий и грибов. Некоторые микроорганизмы гидролизуют белки до пептидов, которые затем разлагаются до составляющих их аминокислот.
Многие используют процесс аммонификации — разложения аминокислот с выделением ионов аммония (NH^). Аммоний может окислиться до нитрита (N02) хемоавтотрофной бактерией Nitrosomonas, а нитрит до нитрата (NO3) — бактерией Nitrobacter. Окисление аммония в нитриты и нитраты называют нитрификацией. Этот процесс
идет с выделением энергии, которая используется хемоавтотрофами для восстановления двуокиси углерода до углеводов. Некоторые бактерии способны превращать нитраты в нитриты и в конечном счете в аммоний. Денитрификация — превращение нитратов в газообразный азот или оксид азота — приводит к уменьшению количества азота в почве.
Процесс, обратный денитрификации, называют фиксацией азота; он чрезвычайно важен с биологической точки зрения. Из всех живых организмов только бактерии нескольких родов способны к фиксации атмосферного азота. Наиболее известная из них — это симбиотическая бактерия Rhizobium (гл. 26), которая образует клубеньки на корнях бобовых и некоторых других растений.
Актиномицеты участвуют в образовании клубеньков у многих древесных пород, например ольхи (Alnus), восковницы (Myrica) и цеанотуса (Ceanothus). Актиномицеты, фиксирующие азот, способствуют его накоплению в почве (рис. 11-19). Кроме, того, определенные азотфиксирующие бактерии связаны с листьями, где они используют богатый углеводами экссудат растений, снабжая их в свою очередь азотом в доступной форме. И свободноживущие формы, включая некоторые цианобактерии, играют важную роль в фиксации азота. Хемоавтотрофные бактерии, такие, как Thiobacillus, окисляют серу до сульфатов и тем самым делают ее доступной для растений, которые сами не могут усваивать элементарную серу:
2S + 2Н2О + 302 — 4Н+ + 2S042-.
Сульфаты накапливаются растениями, и содержащаяся в них сера включается в белки. При распаде белков (обсуждение этого вопроса см. в гл. 26) высвобождаются аминокислоты, в том числе и серосодержащие (рис. 11-20). Некоторые бактерии способны разлагать серосодержащие аминокислоты с выделением сероводорода (H2S). Сульфаты могут восстанавливаться до H2S некоторыми почвенными микроорганизмами, например Desulfovibrio.
П. Рейвн, Р. Эверт, С. Айкхорн, Современная ботаника В 2-х томах, Том 1, Перевод с английского канд. биол. наук В. Н. Гладковой, проф. М. Ф. Даниловой, д-ра биол. наук И. М. Кислюк, канд. биол. наук Н. С. Мамушиной под редакцией акад. А. Л. Тахтаджяна
AOF | 26.11.2020 20:21:40