Питание бактерий: типы, способы, механизмы

Почему бактерии выделяют в особое царство

Бактерии считаются одной из первых форм жизни на нашей планете. Они встречаются почти во всех уголках Земли: в почве, морских и пресных водоемах, в составе радиоактивных отходов и водах кислых горячих источников и даже в глубинных слоях земной коры.

Внешне бактерии представляют собой очень маленькие организмы — их длина составляет всего несколько микрометров. Форма может быть разной: от спиралевидной и палочковидной до сферообразной.

В биологии принято выделять бактерии в особое надцарство по трем причинам:

1. Все они являются одноклеточными безъядерными организмами.
2. Каждая бактерия имеет одну кольцевую молекулу ДНК, расположенную в нуклеотиде.
3. Бактериальные клетки лишены мембранных органов.

Многие древнейшие организмы являются суперпаразитами, так как обладают минимальным набором органоидов, а недостаток восполняют органоидами клетки хозяина.

Типы питания бактерий

Типы питания этих микроскопических организмов крайне разнообразны. Они различаются в зависимости от способа получения энергии, природы доноров электронов, источников азота и углерода, схем поступления питательных веществ.

По способу получения энергии выделяют следующие типы:

• хемотрофы — организмы, извлекающие энергию в ходе окислительно-восстановительных реакций;
• фототрофы — бактерии, использующие солнечную энергию.

Классификация по природе доноров электронов предполагает следующие виды:

• органотрофы — использующие в качестве донора органические вещества, к примеру аминокислоты, углеводы;
• литотрофы — способные забирать электроны от неорганических соединений, например, от аммиака, железа, сероводорода.

По источникам углерода:

• гетеротрофы — добывающие углерод из разных органических веществ;
• автотрофы — получающие углерод из углекислого газа.

Источниками азота для автотрофов служат соли азота, для гетеротрофов — аминокислоты. По методам питания азотом биологи выделяют 4 группы:

1. Азотфиксирующие — способные налаживать усвоение атмосферных форм азота.
2. Нитритно-нитратные микробы — потребляющие окисленные формы.
3. Дезаминирующие микробы — отщепляющие аминогруппы у свободных аминокислот.
4. Протеолитические микробы — расщепляющие нативные белки, аминокислоты, пептиды.

Таким образом, бактерии могут получать необходимые им вещества в готовом виде из питательных сред или заимствовать их из белков хозяина — в случае, если микроорганизм является паразитом.

Способы поступления питательных веществ

Одни бактерии способны выделять комплекс расщепляющих субстраты ферментов, другие — нет. Те, что способны, называются голозоями. Они расщепляют субстраты до молекул вне клетки, а затем транспортируют эти молекулы внутрь.

Те, что неспособны, называются голофитами. Они потребляют питательные вещества только в молекулярном — растворенном состоянии.

Также бактерии принято делить на:

• прототрофы — синтезирующие из солей аммония и глюкозы все необходимые питательные вещества;
• ауксотрофы — неспособные к подобному синтезу.

Еще существуют гипотрофы — решающие вопросы питания и поступления питательных веществ посредством реорганизации структур или метаболитов хозяина.

Какими веществами питаются бактерии

Для полноценной жизни микроорганизмам необходимы не только углерод и азот. Как многие растения и животные, они испытывают потребность в фосфоре, ионах металлов, сере, цинке, марганце, никеле, натрии.

Особого внимания в плане питания заслуживают бактерии-сапротрофы, использующие в качестве питательных веществ продукты брожения, гниения, жизнедеятельности других живых организмов. Выделяя на такой продукт особый фермент, они расщепляют его, приводят в пригодный для употребления вид и поглощают.

Класс сапротрофов имеет большое значение для круговорота органики в природе. Благодаря своей особенности, эти бактерии активно поддерживают механизм преобразования фосфорных соединений, серы, азота, делают путь переработки максимально кратким.