Language
Country/Area
No result found
Загадочный фотосинтез: почему зеленые серные бактерии фотосинтезируют без кислорода?
Процесс фотосинтеза в растениях под воздействием солнечного света хорошо известен людям, но в подводном мире есть несколько загадочных существ, которые также осуществляют подобные процессы. Наиболее привлекательная из них — зеленые серные бактерии. . Эти бактерии не нуждаются в кислороде, но могут эффективно преобразовывать энергию света в химическую энергию. В чем секрет всего этого?
Основные характеристики зеленых серных бактерий
Зеленые серные бактерии — это тип аэробных фототрофных бактерий, принадлежащих к типу Chlorobiota. Эти бактерии в основном обитают в анаэробных водных средах. Они осуществляют фотосинтетический метаболизм посредством процесса, называемого аноксигенным фотосинтезом, используя сульфид в качестве донора электронов. Эти бактерии могут иметь палочковидную или сферическую форму, а некоторые виды имеют воздушные мешочки, которые помогают им плавать в воде.
Основными пигментами, используемыми зелеными серными бактериями во время фотосинтеза, являются бактериохлорофилл c или d, которые находятся в специализированных хроматофорах, позволяющих им эффективно улавливать свет в средах с низкой интенсивностью освещения.
Среда обитания и экологическая роль
Зеленые серные бактерии обитают в основном в мягких водах и в поверхностных слоях отложений. Они обычно встречаются в средах с экстремальным дефицитом кислорода, таких как Черное море, и даже могут выживать вблизи гидротермальных источников на глубине 2500 метров. Эта способность к выживанию показывает их способность адаптироваться к экстремальным условиям.
Эти бактерии играют важную экологическую роль в этих средах, включая разложение органического вещества и процессы минерализации, а их симбиотические отношения с кораллами постепенно привлекли внимание исследователей.
Загадочный процесс фотосинтеза
В отличие от растений, которым для фотосинтеза необходима вода, зеленые серные бактерии используют сероводород или другие серосодержащие соединения в качестве доноров электронов. Процесс фотосинтеза у них основан на механизме, называемом реакционным центром I типа, который соответствует фотосинтетической системе растений и цианобактерий. Это позволяет зеленым серным бактериям поглощать энергию света в среде с дефицитом кислорода и преобразовывать ее в энергию, необходимую для жизни.
При окислении сульфида образующаяся сера откладывается вне клетки в виде сфер, отсюда и название зеленых серных бактерий.
Фиксация углерода и миксотрофия
Зеленые серные бактерии могут не только использовать энергию света, но и использовать углекислый газ в автотрофных целях. Они фиксируют углерод посредством обратного цикла трикарбоновых кислот — процесса, который является высокоэффективным и может осуществляться в условиях низкой освещенности. В то же время эти бактерии способны потреблять простые органические соединения в смешанном питательном режиме в присутствии света, что способствует повышению скорости их роста.
Способность фиксации азота
Большинство зеленых серных бактерий являются азотфиксирующими бактериями, способными восстанавливать газообразный азот до аммиака, который далее используется для синтеза аминокислот. Их роль в фиксации азота нельзя недооценивать, особенно в средах с ограниченным содержанием питательных веществ, таких как коралловые рифы.
Эти бактерии не только поддерживают продуктивность подводных экосистем, но и адаптируются к средам с различной концентрацией азота, регулируя активность нитрогеназы.
Будущие исследования и задачи
Хотя многочисленные исследования раскрыли тайны зеленых серных бактерий, на многие вопросы еще предстоит ответить. Например, каковы физиологические механизмы, с помощью которых эти бактерии реагируют на изменения окружающей среды? Кроме того, какое влияние окажет меняющаяся роль зеленых серных бактерий на экосистему по мере изменения окружающей среды? Эти вопросы не только вызывают любопытство ученых, но и заслуживают дальнейшего изучения каждым читателем, интересующимся науками о жизни?
