creșterea populațiilor bacteriene

distribuția în natură

procariotele sunt omniprezente pe suprafața Pământului. Ele se găsesc în orice mediu accesibil, de la gheața polară până la izvoarele termale, de la vârfurile munților până la fundul oceanului și de la corpurile de plante și animale până la solurile forestiere. Unele bacterii pot crește în sol sau apă la temperaturi apropiate de îngheț (0 °C ), în timp ce altele se dezvoltă în apă la temperaturi apropiate de fierbere (100 °C )., Fiecare bacterie este adaptată pentru a trăi într-o anumită nișă de mediu, fie că este vorba de suprafețe oceanice, sedimente de noroi, sol sau suprafețele unui alt organism. Nivelul bacteriilor din aer este scăzut, dar semnificativ, mai ales atunci când praful a fost suspendat. În corpurile naturale necontaminate de apă, numărul de bacterii poate fi în mii pe mililitru; în sol fertil, numărul de bacterii poate fi în milioane pe gram; și în fecale, numărul de bacterii poate depăși miliarde pe gram.,

procariotele sunt membri importanți ai habitatelor lor., Deși sunt de dimensiuni mici, numărul lor pur înseamnă că metabolismul lor joacă un rol enorm – uneori benefic, uneori dăunător-în conversia elementelor din mediul lor extern. Probabil că fiecare substanță naturală și multe sintetice pot fi degradate (metabolizate) de unele specii de bacterii., Cea mai mare burta de vaca, rumen, este o fermentație camera în care bacteriile digera celuloza în ierburi și feed-uri, convertindu-le în acizi grași și aminoacizi, care sunt fundamentale nutritive folosite de vacă și baza de vacă producția de lapte. Deșeurile organice din grămezile de canalizare sau compost sunt transformate de bacterii fie în substanțe nutritive adecvate pentru metabolismul plantelor, fie în metan gazos (CH4) și dioxid de carbon., Resturile tuturor materialelor organice, inclusiv plantele și animalele, sunt în cele din urmă transformate în sol și gaze prin activitățile bacteriilor și ale altor microorganisme și sunt astfel puse la dispoziție pentru o creștere ulterioară.multe bacterii trăiesc în fluxuri și alte surse de apă, iar prezența lor la densități scăzute ale populației într-o probă de apă nu indică neapărat că apa este improprie consumului. Cu toate acestea, apa care conține bacterii precum E., coli, care sunt locuitori normali ai tractului intestinal al oamenilor și animalelor, indică faptul că canalizarea sau materiile fecale au poluat recent acea sursă de apă. Astfel de bacterii coliforme pot fi agenți patogeni (organisme cauzatoare de boli), iar prezența lor semnalează că pot fi prezenți și alți agenți patogeni bacterieni și virali mai puțin detectați. Procedurile utilizate în instalațiile de purificare a apei—decantare, filtrare și clorinare—sunt concepute pentru a îndepărta aceste și orice alte microorganisme și agenți infecțioși care pot fi prezenți în apa destinată consumului uman., De asemenea, tratarea apelor uzate este necesară pentru a preveni eliberarea bacteriilor patogene și a virușilor din apele uzate în aprovizionarea cu apă. Stațiile de tratare a apelor uzate inițiază, de asemenea, degradarea materialelor organice (proteine, grăsimi și carbohidrați) în apele uzate. Descompunerea materialului organic de către microorganismele din apă consumă oxigen (cererea biochimică de oxigen), determinând o scădere a nivelului de oxigen, care poate fi foarte dăunătoare vieții acvatice din fluxurile și lacurile care primesc apele uzate., Un obiectiv al tratării apelor uzate este de a oxida cât mai mult material organic posibil înainte de evacuarea acestuia în sistemul de apă, reducând astfel cererea biochimică de oxigen a apelor uzate. Rezervoarele de digestie a apelor uzate și dispozitivele de aerare exploatează în mod specific capacitatea metabolică a bacteriilor în acest scop. (Pentru mai multe informații despre tratarea apelor uzate, consultați lucrări de mediu: controlul poluării apei.bacteriile din sol sunt extrem de active în efectuarea modificărilor biochimice prin transformarea diferitelor substanțe, humus și minerale, care caracterizează solul., Elementele care sunt esențiale pentru viață, cum ar fi carbonul, azotul și sulful, sunt transformate de bacterii din compuși gazoși anorganici în forme care pot fi utilizate de plante și animale. Bacteriile transformă, de asemenea, produsele finale ale metabolismului plantelor și animalelor în forme care pot fi utilizate de bacterii și alte microorganisme. Ciclul azotului poate ilustra rolul bacteriilor în efectuarea diferitelor modificări chimice., Azot există în natură în mai multe stări de oxidare, ca azotat, azotit, diazot gaz, mai multe oxizi de azot, amoniac și amine organice (amoniac, compuși care conțin una sau mai multe înlocuit hidrocarburi). Fixarea azotului este conversia gazului dinitrogen din atmosferă într-o formă care poate fi utilizată de organismele vii. Unele bacterii de fixare a azotului, cum ar fi Azotobacter, Clostridium pasteurianum și Klebsiella pneumoniae, trăiesc liber, în timp ce speciile de Rhizobium trăiesc într-o asociere intimă cu plantele leguminoase., Organismele Rhizobium din sol recunosc și invadează firele de păr ale gazdei lor specifice de plante, intră în țesuturile plantei și formează un nodul rădăcină. Acest proces face ca bacteriile să-și piardă multe dintre caracteristicile lor de viață liberă. Ele devin dependente de carbonul furnizat de plantă și, în schimbul carbonului, transformă azotul gazos în amoniac, care este utilizat de plantă pentru sinteza și creșterea proteinelor. În plus, multe bacterii pot transforma nitratul în amine în scopul sintetizării materialelor celulare sau în amoniac atunci când nitratul este utilizat ca acceptor de electroni., Bacteriile denitrificatoare transformă nitratul în gaz de azot. Conversia amoniacului sau a aminelor organice în nitrat se realizează prin activitățile combinate ale organismelor aerobe Nitrosomonas și Nitrobacter, care utilizează amoniacul ca donator de electroni.

În ciclul de carbon, dioxid de carbon este transformat în materiale celulare de plante și autotrofe procariote, și de carbon organic este a revenit la atmosfera de heterotrofe forme de viață. Produsul major de descompunere a descompunerii microbiene este dioxidul de carbon, care este format din organisme aerobe respirante.,metanul, un alt produs final gazos al metabolismului carbonului, este o componentă relativ minoră a ciclului global al carbonului, dar de importanță în situații locale și ca sursă de energie regenerabilă pentru uz uman. Producția de metan este realizată de procariote metanogene extrem de specializate și obligatorii anaerobe, toate fiind arhaea. Metanogenii folosesc dioxidul de carbon ca acceptor de electroni terminali și primesc electroni din hidrogen gazos (H2). Câteva alte substanțe pot fi transformate în metan de către aceste organisme, inclusiv metanol, acid formic, acid acetic și metilamine., În ciuda gamei extrem de înguste de substanțe care pot fi utilizate de metanogeni, producția de metan este foarte frecventă în timpul descompunerii anaerobe a multor materiale organice, inclusiv celuloză, amidon, proteine, aminoacizi, grăsimi, alcooli și majoritatea altor substraturi. Formarea metanului din aceste materiale necesită ca alte bacterii anaerobe să degradeze aceste substanțe fie în acetat, fie în dioxid de carbon și hidrogen gazos, care sunt apoi utilizate de metanogeni., Metanogenii susțin creșterea celorlalte bacterii anaerobe din amestec prin eliminarea hidrogenului gazos format în timpul activităților lor metabolice pentru producerea metanului. Consumul de hidrogen gazos stimulează metabolismul altor bacterii.în ciuda faptului că metanogenii au o capacitate metabolică atât de limitată și sunt destul de sensibili la oxigen, ei sunt răspândiți pe Pământ. Cantități mari de metan sunt produse în medii anaerobe, cum ar fi mlaștini și mlaștini, dar cantități semnificative sunt, de asemenea, produse în sol și de animale rumegătoare., Cel puțin 80% din metanul din atmosferă a fost produs prin acțiunea metanogenilor, restul fiind eliberat din depozitele de cărbune sau din puțurile de gaze naturale.