Примерами фотоавтотрофных бактерий могут служить цианобактерии, называемые также сине-зелеными бактериями. Водоросли и растения также являются фотоавтотрофами.
Все они осуществляют фотосинтез и используют углекислый газ (ССЬ) в качестве единственного источника углерода. Процесс фотосинтеза впервые появился у бактерий, возможно именно у цианобактерии.
Как мы увидим далее, хлоропласты водорослей и наземных растений представляют собой, по-видимому, потомков некогда свободноживущих фотосинтезирующих бактерий, поселившихся в свое время в гетеротрофных клетках.
Цианобактерии широко распространены в поверхностных водах морей и пресных водоемов. Кроме того, они обнаружены в слизистых подушковидных образованиях на затененных почвах, на скалах, в иле, на древесине и в некоторых живых организмах.
Большинство цианобактерий представлены одиночными клетками, хотя некоторые из них объединяются, образуя покрытые слизью нити, например Anabaena и Spimlina. В отличие от большинства бактерий они, подобно водорослям и растениям, способны к фотосинтезу, а, следовательно, и к выделению кислорода из воды.
Четыре категории организмов, различающихся по типу питания (по источникам энергии и углерода). Приводятся примеры бактерий для каждого типа. Растения — фототрофные организмы, грибы и животные — хемогетеротрофные
На рисунке показано строение типичной цианобактерии Anabaema. Как видно из рисунка, толщу цитоплазмы характерным образом пронизывают фотосинтетические мембраны, на которых располагаются фотосинтетические пигменты. Пигменты представлены хлорофиллом о, похожим на пигмент растений и водорослей, и специфическим сине-зеленым пигментом фикоцианином.
Клетки цианобактерии, как правило, крупнее клеток других бактерий. Способность цианобактерии выделять кислород в процессе фотосинтеза, наличие у них фотосинтетических мембран, и хлорофилл а свидетельствуют о том, что цианобак-терии вполне могут быть эволюционным звеном между остальными бактериями и эукариотами.
Некоторые цианобактерии, такие как Anabaema, способны фиксировать азот. Иными словами, они способны превращать содержащийся в воздухе газообразный азот в аммиак, который затем может быть использован для синтеза аминокислот, белков и других азотсодержащих органических соединений. Этот процесс происходит в специализированных клетках, называемых гетероцистами, которые образуются при недостатке азота.
Гетероцисты экспортируют содержащиеся в них азотистые вещества в соседние клетки в обмен на другие питательные вещества, например углеводы.
Строение цианобактерии Anabaena. Клетки могут быть одиночными (Б) или объединенными в колонии (Л).
Хемоавтотрофные бактерии
Хемоавтотрофные бактерии организмы чаще называют хемосинтезирующими бактериями. В качестве источника углерода они используют СО2 (диоксид углерода), но энергию получают в результате химических реакций.
Высвобождение необходимой энергии происходит при окислении таких неорганических веществ, как аммиак и нитриты. Некоторые хемоавтотрофные бактерии играют важную роль в круговороте азота, участвуя в процессе, называемом нитрификацией.
Процесс нитрификации протекает в две стадии. На первом этапе аммиак окисляется до нитрита, что сопровождается выделением энергии. Этот этап осуществляется такими, например, бактериями, как Nitrosotnonas.
Ha втором этапе образовавшийся нитрит окисляется до нитрата с высвобождением дополнительной энергии.
Видео строение бактериальной клетки - анатомия бактерии
