बैक्टीरिया एक ऐसी अवधारणा है जिससे हर कोई परिचित है। पनीर और दही, एंटीबायोटिक्स, मलजल उपचार प्राप्त करना - यह सब एक-कोशिका वाले जीवाणु जीवों द्वारा संभव बनाया गया है। आइए उन्हें बेहतर तरीके से जानें।
बैक्टीरिया कौन हैं?
वन्यजीवों के इस साम्राज्य के प्रतिनिधि प्रोकैरियोट्स-जीवों का एकमात्र समूह हैं जिनकी कोशिकाओं में केंद्रक की कमी होती है। लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि उनमें वंशानुगत जानकारी बिल्कुल भी नहीं है। डीएनए अणु कोशिका के कोशिका द्रव्य में मुक्त होते हैं और झिल्ली से घिरे नहीं होते हैं।
चूंकि उनके आकार सूक्ष्म हैं - 20 माइक्रोन तक, सूक्ष्म जीव विज्ञान के विज्ञान द्वारा बैक्टीरिया का अध्ययन किया जाता है। वैज्ञानिकों ने पाया है कि प्रोकैरियोट्स एकल-कोशिका वाले या उपनिवेशों में एकजुट हो सकते हैं। उनके पास एक आदिम संरचना है। नाभिक के अलावा, बैक्टीरिया में सभी प्रकार के प्लास्टिड, गॉल्गी कॉम्प्लेक्स, ईपीएस, लाइसोसोम और माइटोकॉन्ड्रिया की कमी होती है। लेकिन इसके बावजूद, जीवाणु कोशिका सबसे महत्वपूर्ण जीवन प्रक्रियाओं को पूरा करने में सक्षम है: प्रतिकूल परिस्थितियों के अनुभव के दौरान ऑक्सीजन, हेटरोट्रॉफ़िक और ऑटोट्रॉफ़िक पोषण, अलैंगिक प्रजनन और पुटी गठन के उपयोग के बिना अवायवीय श्वसन।शर्तें।
बैक्टीरिया के वर्ग
वर्गीकरण विभिन्न विशेषताओं पर आधारित है। उनमें से एक कोशिकाओं का आकार है। तो, vibrios में अल्पविराम का रूप होता है, cocci - एक गोल आकार। सर्पिल में एक सर्पिल आकार होता है, और बेसिली में एक छड़ के आकार का रूप होता है।
इसके अलावा, बैक्टीरिया को कोशिका की संरचनात्मक विशेषताओं के आधार पर समूहों में जोड़ा जाता है। असली वाले अपनी खुद की कोशिका के चारों ओर एक घिनौना कैप्सूल बनाने में सक्षम होते हैं और फ्लैगेला से लैस होते हैं।
सायनोबैक्टीरिया, या नीले-हरे शैवाल, प्रकाश संश्लेषण में सक्षम हैं और कवक के साथ मिलकर लाइकेन का हिस्सा हैं।
जीवाणुओं की कई प्रजातियां सहजीवन में सक्षम हैं - जीवों के पारस्परिक रूप से लाभकारी सहवास। नाइट्रोजन फिक्सर फलियों और अन्य पौधों की जड़ों पर जम जाते हैं, जिससे नोड्यूल बनते हैं। यह अनुमान लगाना आसान है कि नोड्यूल बैक्टीरिया क्या कार्य करता है। वे वायुमंडलीय नाइट्रोजन को परिवर्तित करते हैं, जो पौधों के विकास के लिए आवश्यक है।
खाने के तरीके
प्रोकैरियोट्स जीवों का एक समूह है जिनकी सभी प्रकार के भोजन तक पहुंच होती है। तो, सौर ऊर्जा के कारण हरे और बैंगनी बैक्टीरिया स्वपोषी रूप से भोजन करते हैं। प्लास्टिड्स की उपस्थिति के कारण, उन्हें अलग-अलग रंगों में चित्रित किया जा सकता है, लेकिन उनमें आवश्यक रूप से क्लोरोफिल होता है। जीवाणु और पादप प्रकाश संश्लेषण मौलिक रूप से भिन्न हैं। बैक्टीरिया में, पानी एक आवश्यक अभिकर्मक नहीं है। इलेक्ट्रॉन दाता हाइड्रोजन या हाइड्रोजन सल्फाइड हो सकता है, इसलिए इस प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीजन नहीं निकलती है।
बैक्टीरिया का एक बड़ा समूह हेटरोट्रॉफ़िक रूप से, यानी तैयार कार्बनिक पदार्थों को खिलाता है। ऐसे जीव भोजन के लिए मृत जीवों के अवशेषों का उपयोग करते हैं औरउनके जीवन उत्पाद। क्षय और किण्वन के जीवाणु सभी ज्ञात कार्बनिक पदार्थों को विघटित करने में सक्षम हैं। ऐसे जीवों को मृतपोषी भी कहा जाता है।
कुछ पौधे बैक्टीरिया अन्य जीवों के साथ सहजीवन बना सकते हैं: कवक के साथ, वे लाइकेन का हिस्सा हैं, नाइट्रोजन-फिक्सिंग नोड्यूल बैक्टीरिया फलियों की जड़ों के साथ पारस्परिक रूप से लाभकारी रूप से सहअस्तित्व में हैं।
कीमोट्रोफ़
कीमोट्रोफ़ एक अन्य खाद्य समूह हैं। यह एक प्रकार का स्वपोषी पोषण है, जिसके दौरान सौर ऊर्जा के स्थान पर विभिन्न पदार्थों के रासायनिक बंधों की ऊर्जा का उपयोग किया जाता है। नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया एक ऐसा जीव है। वे कुछ अकार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण करते हैं, जबकि स्वयं को आवश्यक मात्रा में ऊर्जा प्रदान करते हैं।
नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया: आवास
नाइट्रोजन यौगिकों को परिवर्तित करने में सक्षम सूक्ष्मजीव भी इसी तरह भोजन करते हैं। इन्हें नाइट्रोजन स्थिर करने वाले जीवाणु कहते हैं। इस तथ्य के बावजूद कि बैक्टीरिया हर जगह रहते हैं, इस विशेष प्रजाति का निवास स्थान मिट्टी है, या बल्कि फलीदार पौधों की जड़ें हैं।
भवन
नोड्यूल बैक्टीरिया का क्या कार्य है? यह उनकी संरचना के कारण है। नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया नग्न आंखों को स्पष्ट रूप से दिखाई देते हैं। फलियां और अनाज की जड़ों पर बसते हुए, वे पौधे में प्रवेश करते हैं। ऐसे में गाढ़ेपन का निर्माण होता है, जिसके अंदर चयापचय होता है।
यह कहा जाना चाहिए कि नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया परस्परवादियों के समूह से संबंधित हैं। अन्य जीवों के साथ उनका सह-अस्तित्व पारस्परिक रूप से लाभकारी है। परप्रकाश संश्लेषण के दौरान, पौधे कार्बोहाइड्रेट ग्लूकोज को संश्लेषित करता है, जो जीवन प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक है। बैक्टीरिया ऐसी प्रक्रिया के लिए सक्षम नहीं हैं, इसलिए तैयार शर्करा फलियों से प्राप्त की जाती है।
पौधों को जीने के लिए नाइट्रोजन की आवश्यकता होती है। प्रकृति में इस पदार्थ की काफी मात्रा है। उदाहरण के लिए, हवा में नाइट्रोजन की मात्रा 78% है। हालांकि, इस अवस्था में पौधे इस पदार्थ को अवशोषित करने में सक्षम नहीं होते हैं। नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अवशोषित करते हैं और इसे पौधों के लिए उपयुक्त रूप में परिवर्तित करते हैं।
प्रदर्शन
नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले जीवाणुओं का क्या कार्य है, इसे रसायनपोषी जीवाणु एजोस्पिरिलम के उदाहरण से देखा जा सकता है। यह जीव अनाज की जड़ों पर रहता है: जौ या गेहूं। इसे नाइट्रोजन उत्पादकों में अग्रणी कहा जाता है। एक हेक्टेयर भूमि पर यह 60 किलो तक इस तत्व को देने में सक्षम है।
फलियों के नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया, जैसे कि राइजोबिटम, सिनोरिज़ोबियम और अन्य भी अच्छे "कार्यकर्ता" हैं। वे 390 किलोग्राम वजन वाले नाइट्रोजन के साथ एक हेक्टेयर भूमि को समृद्ध करने में सक्षम हैं। बारहमासी फलीदार पौधे नाइट्रोजन निर्माण विजेताओं का घर हैं, जिनकी उत्पादकता 560 किलोग्राम प्रति हेक्टेयर कृषि योग्य भूमि तक पहुंचती है।
जीवन प्रक्रियाएं
जीवन प्रक्रियाओं की विशेषताओं के अनुसार सभी नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया को दो समूहों में जोड़ा जा सकता है। पहला समूह नाइट्रिफाइंग है। इस मामले में चयापचय का सार रासायनिक परिवर्तनों की एक श्रृंखला है। अमोनियम, या अमोनिया, नाइट्राइट में परिवर्तित हो जाता है - नाइट्रिक एसिड के लवण। नाइट्राइट्स, बदले में, नाइट्रेट्स में परिवर्तित हो जाते हैं,इस यौगिक के लवण भी हैं। नाइट्रेट्स के रूप में, नाइट्रोजन पौधों की जड़ प्रणाली द्वारा बेहतर अवशोषित होती है।
दूसरे समूह को डेनिट्रीफायर कहते हैं। वे विपरीत प्रक्रिया को अंजाम देते हैं: मिट्टी में निहित नाइट्रेट गैसीय नाइट्रोजन में परिवर्तित हो जाते हैं। प्रकृति में नाइट्रोजन चक्र इस प्रकार होता है।
जीवन की प्रक्रियाओं में प्रजनन की प्रक्रिया भी शामिल है। यह दो में कोशिका विभाजन द्वारा होता है। बहुत कम बार - नवोदित द्वारा। बैक्टीरिया और यौन प्रक्रिया के लिए विशेषता, जिसे संयुग्मन कहा जाता है। इस मामले में, आनुवंशिक जानकारी का आदान-प्रदान होता है।
चूंकि जड़ प्रणाली कई मूल्यवान पदार्थ छोड़ती है, बहुत सारे बैक्टीरिया उस पर बस जाते हैं। वे पौधों के अवशेषों को ऐसे पदार्थों में परिवर्तित करते हैं जिन्हें पौधे अवशोषित कर सकते हैं। नतीजतन, चारों ओर की मिट्टी की परत कुछ गुण प्राप्त कर लेती है। इसे राइजोस्फीयर कहा जाता है।
बैक्टीरिया के जड़ में प्रवेश करने के रास्ते
जीवाणु कोशिकाओं को जड़ प्रणाली के ऊतकों में पेश करने के कई तरीके हैं। यह पूर्णांक ऊतकों या उन जगहों पर क्षति के कारण हो सकता है जहां जड़ कोशिकाएं युवा होती हैं। रूट हेयर ज़ोन भी केमोट्रोफ़्स के पौधे में प्रवेश करने का एक मार्ग है। इसके अलावा, जड़ के बाल संक्रमित हो जाते हैं और जीवाणु कोशिकाओं के सक्रिय विभाजन के परिणामस्वरूप नोड्यूल बनते हैं। आक्रमणकारी कोशिकाएं संक्रामक धागे बनाती हैं जो पौधों के ऊतकों में प्रवेश की प्रक्रिया को जारी रखते हैं। कंडक्टिंग सिस्टम की मदद से बैक्टीरियल नोड्यूल्स को जड़ से जोड़ा जाता है। समय के साथ उनमें एक विशेष पदार्थ प्रकट होता है -लेगोग्लोबिन।
इष्टतम गतिविधि के प्रकट होने के समय तक, पिंड एक गुलाबी रंग (लेगोग्लोबिन वर्णक के कारण) प्राप्त कर लेते हैं। केवल वे जीवाणु जिनमें लेगोग्लोबिन होता है, नाइट्रोजन को स्थिर कर सकते हैं।
कीमोट्रोफ़ का महत्व
लोगों ने लंबे समय से देखा है कि यदि आप फलीदार पौधों को मिट्टी से खोदते हैं, तो इस जगह की फसल बेहतर होगी। वास्तव में, सार जुताई की प्रक्रिया में नहीं है। ऐसी मिट्टी नाइट्रोजन से अधिक समृद्ध होती है, जो पौधों की वृद्धि और विकास के लिए बहुत आवश्यक है।
अगर पत्ती को ऑक्सीजन की फैक्ट्री कहा जाए, तो नाइट्रोजन स्थिर करने वाले बैक्टीरिया को नाइट्रेट फैक्ट्री कहा जा सकता है।
19वीं शताब्दी में भी वैज्ञानिकों ने फलीदार पौधों की अद्भुत क्षमताओं की ओर ध्यान आकर्षित किया। ज्ञान की कमी के कारण, उन्हें केवल पौधों के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था और अन्य जीवों से नहीं जोड़ा गया था। यह सुझाव दिया गया है कि पत्तियां वायुमंडलीय नाइट्रोजन को ठीक कर सकती हैं। प्रयोगों के दौरान, यह पाया गया कि पानी में उगने वाली फलियां इस क्षमता को खो देती हैं। 15 साल से भी ज्यादा समय से यह सवाल एक रहस्य बना हुआ है। किसी ने अनुमान नहीं लगाया कि यह सब नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया द्वारा किया गया था, जिसके आवास का अध्ययन नहीं किया गया था। यह पता चला कि मामला जीवों के सहजीवन में है। केवल फलियां और जीवाणु मिलकर पौधों के लिए नाइट्रेट का उत्पादन कर सकते हैं।
अब वैज्ञानिकों ने 200 से अधिक पौधों की पहचान की है जो फलियां परिवार से संबंधित नहीं हैं, लेकिन नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया के साथ सहजीवन बनाने में सक्षम हैं। आलू, ज्वार, गेहूं में भी बहुमूल्य गुण होते हैं।
