Batteri in decomposizione: habitat, dieta, valore in natura

Il fetore di pozzi neri e discariche, resti organici in decomposizione - tutto ciò causa una persistente sensazione di disgusto nelle persone. Ma quando passa la prima reazione e il buon senso si accende, viene la consapevolezza che questo è un processo obbligatorio della vita. Per ogni decadimento, puoi vedere la nuova vita emergente. Questa è l'eterna circolazione di sostanze in natura. E non importa quanto diversi organismi viventi sul pianeta, è sorprendente che gli unici responsabili della decomposizione siano i batteri in decomposizione.

Cosa si decompone

I processi di decomposizione sono l'intera gamma di reazioni, a seguito della quale le sostanze complesse si decompongono a quelle semplici e più stabili. Il processo di decadimento (ammonificazione) è la decomposizione a semplici molecole di sostanze organiche contenenti azoto e zolfo. Un processo simile - fermentazione - è la decomposizione di sostanze organiche prive di azoto - zuccheri o carboidrati. Entrambi i processi sono eseguiti da microrganismi. La spiegazione del meccanismo di questi processi è iniziata con gli esperimenti di Louis Pasteur (1822-1895). Se consideriamo i batteri del decadimento esclusivamente da un punto di vista chimico, vedremo che le cause di questi processi sono l'instabilità dei composti organici ei microrganismi agiscono solo come agenti di reazioni chimiche. Ma sia le proteine ​​che il sangue e gli animali sotto l'influenza di batteri sono esposti a diversi tipi di decomposizione, il ruolo principale dei microrganismi è indiscutibile.

Lo studio del soggetto continua

La decomposizione è di grande importanza sia nell'economia della natura che nell'attività umana: dalla produzione tecnica allo sviluppo di malattie. La batteriologia applicata è nata solo circa 50 anni fa e le difficoltà di studio sono enormi oggi. Ma le prospettive sono enormi:

• La decomposizione e la fermentazione vengono utilizzate attivamente in varie industrie: la separazione di materiale vegetale, fibra vegetale e gambo, cereali dalla polpa e molto altro. Lo studio di processi e microrganismi promette nuove tecnologie.
• La rimozione di materia organica è necessaria quando si dà forza ai materiali vegetali (carta, legno, tessuto). E le nuove tecnologie di queste industrie sono in arrivo.
• I batteri sono indispensabili nella tecnologia dell'ingegneria genetica e nella produzione di farmaci biologici. e la loro capacità di catturare e rimuovere gli agenti patogeni promette una svolta nella medicina.

Chi sono questi distruttori?

I batteri sono un intero regno di organismi procarioti monocellulari (non nucleati), che recitano circa 10 mila specie. Ma è noto a noi, ma in generale si presume l'esistenza di più di un milione di specie. Sono apparsi sul pianeta molto prima di noi (3-4 milioni di anni fa), furono i suoi primi abitanti e per molti aspetti grazie a loro la Terra divenne adatta per lo sviluppo di altre forme di vita. Per la prima volta, un microscopio di animalkuli fu visto da un naturalista olandese Anthony van Leeuwenhoek nel 1676. Solo nel 1828 ottennero il loro nome dal lavoro di Christian Ehrenberg. Lo sviluppo della tecnologia di ingrandimento ha permesso a Louis Pasteur nel 1850 di descrivere la fisiologia e il metabolismo dei batteri in putrefazione e fermentazione, compresi i batteri che causano la malattia. Era Pasteur, l'inventore del vaccino antrace e la rabbia, viene letta dal fondatore della batteriologia - la scienza dei batteri. Il secondo eminente batteriologo è il medico tedesco Robert Koch (1843-1910), che scoprì il colera e il bacillo tubercolare.

Così semplice e così complicato.

La forma dei batteri può essere sferica (cocchi), bastoncini dritti (bacilli), curvi (vibrios), spirali (spirillis). Possono essere combinati: diplococchi (due cocchi), streptococchi (catena di cocchi), stafilococchi (grappolo di cocchi). La parete cellulare della mureina (un polisaccaride in combinazione con amminoacidi) dà forma al corpo e protegge il contenuto della cellula. La membrana cellulare dei fosfolipidi può invadere e sommergere i complessi degli organi di movimento (flagelli). Non c'è alcun nucleo nelle cellule e nel citoplasma ci sono ribosomi e DNA circolare (plasmidi). Non ci sono organelli e le funzioni dei mitocondri, i cloroplasti sono effettuati dai mesosomi - protrusioni di membrana. Alcuni hanno vacuoli: le funzioni del gas si spostano nella colonna d'acqua, mentre quelli che immagazzinano sono glicogeno o amido, grassi e polifosfati.

Come mangiano?

Secondo il tipo di cibo i batteri sono autotrofi (essi stessi sintetizzano materia organica) ed eterotrofi (consumano sostanze organiche già pronte). Gli autotrofi possono essere fotosintetici (verdi e viola) e chemosintetici (nitrificanti, batteri sulfuree, batteri di ferro). Gli eterotrofi sono saprotrofi (usano prodotti di scarto, resti morti di animali e piante) e simbionti (usano sostanze organiche di organismi viventi). La decomposizione e la fermentazione sono eseguite da batteri saprotrophic. Per l'attuazione del metabolismo di alcuni batteri è necessario l'ossigeno (aerobes), mentre altri non ne hanno bisogno (anaerobi).

Il nostro esercito non conta

I batteri vivono dappertutto. Letteralmente. In ogni goccia d'acqua, in ogni pozzanghera, sulle rocce, nell'aria e nel suolo. Elenchiamo solo alcuni gruppi:

• I batteri che formano il terreno di decomposizione sono l'habitat del suolo, forniscono la circolazione di sostanze e senza di loro il pianeta sarebbe coperto di cadaveri.
• Batteri azotati: assorbono l'azoto dall'aria, i simbionti delle leguminose.
• Lattico - preferisce mangiare latticini.
• Il gruppo di batteri dei bastoncini intestinali - vive nel nostro intestino e aiuta nella ripartizione dei carboidrati.
• Gli agenti patogeni sono batteri che causano malattie.
• I metanobatteri sono batteri che hanno creato per noi il metano su cui riscaldi il borscht.

Condizioni ottimali

Alcune condizioni sono necessarie per il decadimento, ed è la privazione dei batteri di queste condizioni che sono alla base della nostra cucina (sterilizzazione, pastorizzazione, inscatolamento e così via). Per il processo di decadimento intensivo è necessario:

• La presenza dei batteri stessi.
• Condizioni esterne: un ambiente umido, temperatura + 30-40 ° C.

Sono possibili opzioni diverse. Ma l'acqua è un attributo essenziale dell'idrolisi delle sostanze organiche. E gli enzimi funzionano solo in una determinata modalità di temperatura.

Principali ammonitori

Il batterio di decadimento che vive nel terreno della terra è il gruppo più comune di procarioti. Svolgono un ruolo importante nel ciclo dell'azoto e ritornano alle sostanze minerali del suolo (mineralizzate) che le piante hanno bisogno di fotosintesi. La forma dei batteri, la loro relazione con la presenza di ossigeno e le modalità di alimentazione sono molteplici. I principali rappresentanti di questo gruppo sono clostridi sporigeni, bacilli e enterobatteri non sporigeni.

Fasi di decomposizione organica

Le fasi di decomposizione di sostanze organiche da parte di batteri in decomposizione sono chimicamente piuttosto complicate. In generale, questo processo è il seguente:

• Il metabolismo dei batteri (componente enzimatica) si basa sulla loro capacità di rompere i legami in molecole di composti organici contenenti azoto. Nel processo della loro nutrizione, catturano proteine ​​e amminoacidi.
• In definitiva, quando esposti agli enzimi della proteasi, nel processo di idrolisi, li decompongono in semplici sostanze inorganiche.
• Prodotti. Le reazioni chimiche risultanti vengono utilizzate per costruire il proprio corpo e vengono utilizzate per accumulare energia sotto forma di adenosina trifosfato (ATP).

Bastone di fieno

Il batterio più studiato è il Bacillus subtilis, un ammonitore molto efficace. Meglio studiato solo E. coli (Escherichia coli), il nostro simbionte intestinale. Il bastoncino di fieno è un batterio in decomposizione aerobica. Sulla sua superficie ci sono catalizzatori di enzimi proteasi sviluppati dai batteri e utilizzati per ottenere energia vitale. Le proteasi entrano nelle reazioni di idrolisi con le proteine ​​dell'ambiente esterno e distruggono i suoi legami peptidici con il rilascio dell'inizio di grandi catene di amminoacidi, e quindi di tutte le più piccole. Tutto ciò di cui ha bisogno viene consegnato alla cella e non viene fornito ciò che non è necessario. E rimangono sostanze tossiche - idrogeno solforato e ammoniaca. È a causa di questi gas che gli habitat dei bastoncini di fieno hanno un cattivo odore.

I nostri vicini

Circa 50 trilioni di microrganismi diversi vivono nel nostro intestino, che è di circa due chilogrammi. E questo è 1,5 volte più del numero totale di cellule nell'intero corpo umano. E chi è il proprietario e chi è un simbionte? Questo, ovviamente, è uno scherzo. Ma tra questa varietà di vicini ci sono batteri in decomposizione. I benefici e i danni all'organismo dipendono da loro dalla quantità e dalla patogenicità. Fino a quarantamila batteri vivono nella nostra chioma. L'ambiente acido del nostro stomaco può sopportare lattobacilli, alcuni streptococchi e sarcini. Il succo pancreatico con enzimi digestivi aggressivi (lipasi e amilasi) è secreto nel duodeno e lo rende quasi completamente sterile.

Nell'ambiente alcalino dell'intestino tenue e crasso, qui si concentra tutta la massa della microflora. È qui che i batteri ci aiutano ad assorbire vitamine (bifidobatteri), a sintetizzare le vitamine (K e B) ea sopprimere la flora patogena (E. coli), ad eliminare amido e cellulosa, proteine ​​e grassi (batteri ammonitori) e questa non è l'intera lista delle funzioni utili dei nostri vicini. Con le feci, ogni persona produce circa 18 miliardi di batteri, che è più delle persone dell'intero pianeta. Ma gli stessi batteri possono causare malattie in determinate condizioni. Ecco perché molti di loro sono considerati condizionatamente patogeni.

L'importanza dei batteri in decomposizione

I primi organismi viventi di questo pianeta, il più efficace in termini di occupazione di tutte le nicchie ecologiche esistenti sul pianeta Terra, sono i batteri. Mineralizzano il terreno, rendendolo fertile. Ritorna al mulinello sostanze inorganiche. Utilizza i cadaveri e i prodotti di scarto di tutti gli organismi viventi del pianeta. Fornire all'umanità risorse naturali. Renditi la vita più semplice e aiutaci nell'assimilazione dei componenti alimentari. Questo elenco può essere continuato per un lungo periodo. Naturalmente, anche il valore negativo dei batteri putrefattivi è ottimo. Ma la natura sapeva cosa stava facendo e il nostro compito su questo pianeta non doveva disturbare il delicato equilibrio che il mondo intorno a noi aveva raggiunto durante questi quasi quattro milioni di anni.