wzrost populacji bakterii

rozmieszczenie w przyrodzie

prokarioty są wszechobecne na powierzchni Ziemi. Występują w każdym dostępnym środowisku, od lodu polarnego po gorące źródła, od szczytów gór po dno oceanu, od ciał roślin i zwierząt po gleby leśne. Niektóre bakterie mogą rosnąć w glebie lub wodzie w temperaturze zbliżonej do zamarzania (0 °C), podczas gdy inne rozwijają się w wodzie w temperaturze zbliżonej do wrzenia (100 °C)., Każda bakteria jest przystosowana do życia w określonej niszy środowiskowej, czy to powierzchni oceanicznych, osadów błotnych, gleby lub powierzchni innego organizmu. Poziom bakterii w powietrzu jest niski, ale znaczący, zwłaszcza gdy kurz został zawieszony. W niezanieczyszczonych naturalnych zbiornikach wodnych liczba bakterii może wynosić tysiące na mililitr; w żyznej glebie liczba bakterii może wynosić miliony na gram; a w kale liczba bakterii może przekraczać miliardy na gram.,

bakterie w organicznym rozkładu jest częścią procesu usuwania niepożądanych materiałów biologicznych z wysypisk i wody. Encyclopædia Britannica, Inc.Zobacz wszystkie filmy do tego artykułu

Prokaryoty są ważnymi członkami swoich siedlisk., Mimo niewielkich rozmiarów, ich liczba oznacza, że ich metabolizm odgrywa ogromną rolę – czasami korzystną, czasami szkodliwą-w przekształcaniu pierwiastków w ich środowisku zewnętrznym. Prawdopodobnie każda naturalnie występująca substancja, a także wiele syntetycznych, może zostać zdegradowana (metabolizowana) przez niektóre gatunki bakterii., Największy żołądek krowy, żwacz, to komora fermentacyjna, w której bakterie trawią celulozę w trawach i paszach, przekształcając je w kwasy tłuszczowe i aminokwasy, które są podstawowymi składnikami odżywczymi stosowanymi przez krowę i podstawą produkcji mleka krowiego. Odpady organiczne w ściekach lub stosach kompostu są przekształcane przez bakterie w odpowiednie składniki odżywcze dla metabolizmu roślin lub w gazowy Metan (CH4) i dwutlenek węgla., Pozostałości wszystkich materiałów organicznych, w tym roślin i zwierząt, są ostatecznie przekształcane w glebę i gazy poprzez działanie bakterii i innych mikroorganizmów, a tym samym są udostępniane do dalszego wzrostu.

wiele bakterii żyje w strumieniach i innych źródłach wody, a ich obecność przy niskiej gęstości populacji w próbce wody niekoniecznie oznacza, że woda nie nadaje się do spożycia. Jednak woda, która zawiera bakterie, takie jak E., coli, które są normalnymi mieszkańcami przewodu pokarmowego ludzi i zwierząt, wskazuje, że ścieki lub materiał kału niedawno zanieczyścił to źródło wody. Takie bakterie coli mogą być same patogenami (organizmami chorobotwórczymi), a ich obecność sygnalizuje, że mogą być również obecne inne, trudniej wykrywalne patogeny bakteryjne i wirusowe. Procedury stosowane w oczyszczalniach wody-osadowanie, filtracja i chlorowanie – mają na celu usunięcie tych i wszelkich innych mikroorganizmów i czynników zakaźnych, które mogą być obecne w wodzie przeznaczonej do spożycia przez ludzi., Ponadto Oczyszczanie ścieków jest konieczne, aby zapobiec uwalnianiu patogennych bakterii i wirusów ze ścieków do zasobów wody. Oczyszczalnie ścieków inicjują również rozpad materiałów organicznych (białek, tłuszczów i węglowodanów) w ściekach. Rozkład materiału organicznego przez mikroorganizmy w wodzie zużywa tlen (biochemiczne zapotrzebowanie na tlen), powodując spadek poziomu tlenu, co może być bardzo szkodliwe dla życia wodnego w strumieniach i jeziorach, które otrzymują ścieki., Jednym z celów oczyszczania ścieków jest utlenianie jak największej ilości materiału organicznego przed jego zrzutem do systemu wodnego, zmniejszając w ten sposób biochemiczne zapotrzebowanie ścieków na tlen. Zbiorniki fermentacyjne i urządzenia napowietrzające specjalnie wykorzystują do tego celu zdolność metaboliczną bakterii. (Aby uzyskać więcej informacji na temat oczyszczania ścieków, zobacz prace środowiskowe: kontrola zanieczyszczenia wody.)

bakterie glebowe są niezwykle aktywne w dokonywaniu zmian biochemicznych poprzez przekształcanie różnych substancji, próchnicy i minerałów, które charakteryzują glebę., Pierwiastki, które są kluczowe dla życia, takie jak węgiel, azot i siarka, są przekształcane przez bakterie z nieorganicznych związków gazowych w formy, które mogą być używane przez rośliny i zwierzęta. Bakterie przekształcają również produkty końcowe metabolizmu roślin i zwierząt w formy, które mogą być wykorzystywane przez bakterie i inne mikroorganizmy. Cykl azotowy może zilustrować rolę bakterii w wywoływaniu różnych zmian chemicznych., Azot występuje w przyrodzie w kilku stanach utleniania, takich jak azotan, azotyn, Gaz dinitrogenowy, kilka tlenków azotu, amoniak i aminy organiczne (związki amoniaku zawierające jeden lub więcej podstawionych węglowodorów). Wiązanie azotu jest konwersją gazu dinitrogenowego z atmosfery do postaci, która może być używana przez organizmy żywe. Niektóre bakterie utrwalające azot, takie jak Azotobacter, Clostridium pasteurianum i Klebsiella pneumoniae, są wolnymi żyjącymi, podczas gdy gatunki Rhizobium żyją w bliskim związku z roślinami strączkowymi., Organizmy Rhizobium w glebie rozpoznają i atakują włosy korzeniowe ich konkretnego żywiciela roślinnego, wnikają do tkanek roślinnych i tworzą guzek korzeniowy. Proces ten powoduje, że bakterie tracą wiele cech wolnorynkowych. Stają się one zależne od węgla dostarczanego przez roślinę, a w zamian za węgiel przekształcają Gaz azotowy w amoniak, który jest wykorzystywany przez roślinę do syntezy i wzrostu białek. Ponadto wiele bakterii może przekształcać azotany w aminy do celów syntezy materiałów komórkowych lub do amoniaku, gdy azotan jest używany jako akceptor elektronów., Bakterie denitryfikujące przekształcają azotan w gaz dinitrogenowy. Konwersja amoniaku lub Amin organicznych do azotanu odbywa się przez połączone działania organizmów tlenowych Nitrosomonas i Nitrobacter, które wykorzystują amoniak jako donor elektronów.

w cyklu węglowym dwutlenek węgla jest przekształcany w materiały komórkowe przez rośliny i autotroficzne prokaryoty, a węgiel organiczny jest zwracany do atmosfery przez heterotroficzne formy życia. Głównym produktem rozkładu drobnoustrojów jest dwutlenek węgla, który jest tworzony przez oddychające organizmy tlenowe.,

Metan, kolejny gazowy produkt końcowy metabolizmu węgla, jest stosunkowo niewielkim składnikiem globalnego cyklu węglowego, ale ma znaczenie w sytuacjach lokalnych i jako odnawialne źródło energii dla ludzi. Produkcja metanu jest prowadzona przez wysoko wyspecjalizowane i obligatoryjnie beztlenowe metanogeniczne prokarioty, z których wszystkie są archeonami. Metanogeny używają dwutlenku węgla jako końcowego akceptora elektronów i otrzymują elektrony z wodoru (H2). Kilka innych substancji może zostać przekształconych w Metan przez te organizmy, w tym metanol, kwas mrówkowy, kwas octowy i metyloaminy., Pomimo bardzo wąskiego zakresu substancji, które mogą być stosowane przez metanogeny, produkcja metanu jest bardzo powszechna podczas beztlenowego rozkładu wielu materiałów organicznych, w tym celulozy, skrobi, białek, aminokwasów, tłuszczów, alkoholi i większości innych substratów. Tworzenie metanu z tych materiałów wymaga, aby inne bakterie beztlenowe rozkładały te substancje do octanu lub do dwutlenku węgla i wodoru, które są następnie wykorzystywane przez metanogeny., Metanogeny wspierają wzrost innych bakterii beztlenowych w mieszaninie, usuwając Gaz wodorowy utworzony podczas ich aktywności metabolicznej do produkcji metanu. Zużycie gazu wodorowego stymuluje metabolizm innych bakterii.

pomimo faktu, że metanogeny mają tak ograniczoną zdolność metaboliczną i są dość wrażliwe na tlen, są szeroko rozpowszechnione na Ziemi. Duże ilości metanu są wytwarzane w środowiskach beztlenowych, takich jak bagna i bagna, ale znaczne ilości są również wytwarzane w glebie i przez przeżuwacze., Co najmniej 80 procent metanu w atmosferze zostało wytworzone przez działanie metanogenów, pozostała część jest uwalniana ze złóż węgla lub studni gazu ziemnego.