Хемосинтез. Хемосинтезирующие организмы

1. Хемосинтез.

2. Хемосинтез.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при
котором источником энергии для синтеза
органических веществ из CO2 служат реакции
окисления неорганических соединений.
Подобный вариант получения энергии
используется только бактериями или археями.
Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году
русским учёным С. Н. Виноградским.

3. Биография.

Виноградский Сергей Николаевич - русский микробиолог, член-
корреспондент Петербургской АН (1894). С 1923 почётный член
Российской АН. Член Французской АН и Лондонского королевского
общества. В 1881 окончил естествоведческое отделение
Петербургского университета, где был оставлен для подготовки
к профессорскому званию. В 1885—91 находился в научной
командировке во Франции, Швейцарии. В 1891—1912 заведующий
отделом общей микробиологии института экспериментальной
медицины в Петербурге. В. впервые доказал, что существуют
особые микроорганизмы , получающие энергию в результате
окисления неорганических веществ. Образующаяся при этом
энергия используется на ассимиляцию углекислого газа или
карбонатов; основанный на этом процесс усвоения углекислого
газа получил название хемосинтеза. Открытие В. хемосинтеза
дало возможность русской микробиологии занять ведущее
положение и оказало большое влияние на её развитие в других
странах.

4. Примечание.

Необходимо отметить, что выделяющаяся в
реакциях окисления неорганических соединений
энергия не может быть непосредственно
использована в процессах ассимиляции. Сначала
эта энергия переводится в энергию
макроэнергетических связей АТФ и только затем
тратится на синтез органических соединений.

5. Уникальные организмы.

Хемосинтезирующие организмы (например,
серобактерии) могут жить в океанах на огромной
глубине, в тех местах, где из разломов земной
коры в воду выходит сероводород. Конечно же,
кванты света не могут проникнуть в воду на
глубину около 3-4 километров (на такой глубине
находится большинство рифтовых зон океана).
Таким образом, хемосинтетики — единственные
организмы на земле, не зависящие от энергии
солнечного света.

6. Солнечный свет…

С другой стороны, аммиак,
который используется
нитрифицирующими
бактериями, выделяется в
почву при гниении остатков
растений или животных. В
этом случае
жизнедеятельность
хемосинтетиков косвенно
зависит от солнечного света,
так как аммиак образуется
при распаде органических
соединений, полученных за
счёт энергии Солнца.

7. Роль хемосинтетики.

Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень велика, так
как они являются непременным звеном природного круговорота
важнейших элементов: серы, азота, железа и др.
Хемосинтетики важны также в качестве природных
потребителей таких ядовитых веществ, как аммиак и
сероводород. Огромное значение имеют нитрифицирующие
бактерии, которые обогащают почву нитритами и
нитратами — в основном именно в форме нитратов растения
усваивают азот. Некоторые хемосинтетики (в частности,
серобактерии) используются для очистки сточных вод.

8. Серобактерии.

Серобактерии - бактерии, окисляющие сероводород и др.
неорганические соединения серы, а также мол. серу. К С.
относятся мн. фотоавтотрофные пурпурные и зелёные
бактерии, для которых неорганических соединения серы
служат донорами электронов при фотосинтезе. Есть также
бесцветные хемотрофные бактерии, использующие
соединения серы как источники энергии и доноры электронов
для ассимиляции СО2 и роста в автотрофных условиях. К их
числу относятся большинство видов рода и некоторые
другие. Как и фототрофные бактерии, они обычно окисляют
H2S и др. соединения серы до H2SO4. Однако мн. С, хотя и
окисляют H2S с накоплением в клетках серы, нуждаются для
роста в готовых органических веществах. К ним относится
большинство нитчатых скользящих бактерий родов и
одноклеточные формы родов.

9. Причина коррозии…

Широко распространены в воде и
грунтах морей, озёр, серных
источников и др. водоёмов,
содержащих H2S, встречаются в
почве, месторождениях серы и
сульфидных минералов. Нередко
образуют массовые скопления.
Активно участвуют в круговороте
серы в природе и предотвращают
накопление в воде токсичного H2S.
Некоторые С. используют для
выщелачивания металлов из руд. В
результате образования серной
кислоты .Смогут быть причиной
разрушения каменных и бетонных
сооружений, коррозии
металлического оборудования в
шахтах и т. п.

10. Подземная биосфера.

По современным оценкам, биомасса «подземной
биосферы», которая находится, в частности, под
морским дном и включает хемосинтезирующих
анаэробных метаноокисляющих архебактерий,
может превышать биомассу остальной биосферы.

11. Спасибо за внимание!