Анаэробы первичные

В 30-х годах советский биохимик А. И. Опарин выдвинул новую гипотезу, согласно которой в водах первичного океана еще до возникновения жизни на земле синтезировались простые органические вещества, которые и подготовили необходимые условия для появления сложных белков, давших начало простым организмам — анаэробам-гетеротрофам. [c.193]

На рис. 8.2 представлена схема трофических связей между различными группами микроорганизмов и их взаимной регуляции при анаэробной деградации органических веществ метановым биоценозом. Первичные анаэробы разлагают органические вещества до предшественников метана водорода и углекислоты, ацетата, метанола, метиламидов, формиата. Ввиду субстратной специфичности метаногенов их развитие без трофической связи с бактериями предыдущих стадий невозможно. В свою очередь, метановые бактерии, используя вещества, продуцируемые первичными анаэробами, определяют возможность и скорость реакций, осуществляемых этими бактериями. Центральным метаболитом, осуществляющим регуляторную функцию в метанообразующем сообществе, является водород. За счет поддержания низкого парциального давления водорода в системе становится возможным его межвидовой перенос, меняющий метаболизм первичных анаэробов в сторону образования непосредственных предшественников метана. Если водород из системы не удаляется, то образуются более восстановленные продукты — летучие жирные кисло- [c.299]

Обратимо функционирующие протонные АТФазы мы находим у первичных анаэробов, получающих энергию в процессе брожения. Обнаружено, что выделение во внешнюю среду молочной и уксусной кислот молочнокислыми бактериями и клостридиями приводит к созданию на ЦПМ протонного градиента. У стрептококков, осуществляющих гомоферментативное молочнокислое брожение, молочная кислота накапливается в клетке в виде аниона, для которого ЦПМ практически непроницаема. Выход лактата из клетки происходит в процессе электронейтрального симпорта с протонами (рис. 90). Аналогичную картину наблюдают у [c.349]

Денитрификация — процесс восстановления азота нитратов до свободного азота при окислении органического вещества специфической группой микроорганизмов, называемых денитрификаторами. Денитрифицирующие бактерии являются факультативными анаэробами и обладают двумя источниками энергии. В аэробных условиях они могут вести окисление органических веществ кислородом воздуха, в анаэробных — окисление тех же веществ за счет нитратов. Следовательно, процесс денитрификации может осуществляться при наличии источника органической энергии и в отсутствии кислорода. Денитрифицирующие бактерии окисляют широкий круг веществ углеводы, спирты, органические кислоты, углеводороды, продукты распада белков. На основании этого, в качестве субстрата, подаваемого в денитрификатор, применя-ю.тся сырые сточные воды, прошедшие очистку в первичных отстойниках, различные спирты, ацетон, уксусная кислота, осадок из вторичных [c.209]

Только небольшая часть облигатно анаэробных эубактерий может быть отнесена к первичным анаэробам, т.е. возникшим в до-кислородную эпоху и сохранившим до настоящего времени основные черты метаболизма того периода в результате обитания в анаэробных экологических нишах получение энергии в процессе брожения, отсутствие электронтранспортных цепей, слабо развитые биосинтетические способности. [c.261]

Растворимые системы переноса электронов на О2 у первичных анаэробов [c.350]

Таким образом, у ряда первичных анаэробов, получающих энергию в процессах брожения, сформировались короткие, связанные с мембраной электронтранспортные цепи, функционирование которых ведет к образованию протонного градиента, используемого для синтеза АТФ. Из-за отсутствия подходящего конечного акцептора электронов в анаэробных условиях выход энергии в такого типа процессах низкий. Однако принципиальные основы для создания энергетики нового типа сформированы. [c.354]

Эксперименты, выполненные в натурных условиях водопроводной станции по сопоставлению общепринятых тестов с наличием клостридий и вирусов, показали перспективность дальнейшего изучения клостридий как индикаторов безопасности питьевой воды в отношении устойчивых к хлору патогенных микроорганизмов. Клостридии содержались в полностью очищенной воде на протяжении всего года в количестве от б до 70 микробных тел в 1 л. Исключение представлял паводковый период, когда большие дозы коагулянта и усиление первичного хлорирования оказались весьма эффективными в отношении клостридий (рис. 4). Какого-либо размножения клостридий, выноса их с сооружений не наблюдалось в отличие от группы гнилостных сульфитредуцирующих анаэробов, выделяемых при 37°С. Большой эф- [c.43]

Группировка вторичных анаэробов включает организмы с анаэробным окислительным обменом, обусловленным использованием несбраживаемых продуктов первичных анаэробов как доноров электронов и внешних неорганических акцепторов электронов в окислительно-восстановительных реакциях, приводящих к образованию полностью окисленного продукта разложения органического вещества - СО2 - и восстановленного неорганического соединения. Для неорганических соединений четко соблюдается термодинамическая последовательность окислительно-восстановительных потенциалов как предпочитаемых акцепторов наименее выгодные тер- [c.34]

Отсюда оказывается возможным выявить роль анаэробных автохтонных организмов в сложной системе микробного сообщества, устанавливающих химический шунт с первичными анаэробами и, возможно, с синтрофной группировкой. [c.285]

Между средой, в которой существовала и развивалась ранняя жизнь (в условиях первичной бескислородной атмосферы), и средой современной жизни существует резко выраженное различие. Конечно, условия сменились не сразу, был какой-то переходный период (гл. XV), но резкая разница, о которой мы говорили, не становится от этого менее разительной. Она не всегда достаточно ясно подчеркивается в литературе. В частности, путаница создается недостаточно строгим употреблением терминов аэробный и анаэробный . В нашу эпоху аэробные организмы живут в контакте с воздухом, а следовательно, и в контакте со свободным кислородом. Анаэробы живут в биотопах, защищенных от соприкосновения с воздухом и свободным кислородом. [c.144]

В следующих главах будет подробнее рассказано о том, что нахождение ископаемых остатков среднего докембрия в слоях кремнистого сланца полосчатых железорудных формаций свидетельствует о наличии в то время первичной бескислородной атмосферы. Вероятно, содержание кислорода не превышало тогда 1 % его содержания в современной атмосфере. Однако эти организмы были аэробами, они жили в болотах или озерах под более или менее толстым слоем воды, но все же на поверхности Земли, в контакте с газами атмосферы. Тем не менее из-за низкого содержания кислорода в атмосфере их метаболизм должен был напоминать метаболизм теперешних анаэробов. [c.228]

На первой гетеротрофная группа анаэробных бактерий, так называемые первичные анаэробы, подвергают ферментативному гидролизу и брожению основные классы органических соединений (белки, липиды, полисахариды) с образованием низших жирных кислот, спиртов, альдегидов, кетонов, СОг и НгО. [c.27]

Системы дыхания современных организмов являются продуктом длительной эволюции жизни от анаэробных к аэробным условиям. Принято считать, что первичная атмосфера Земли носила восстановительный характер и практически не содержала кислорода. В нее входили такие газы как СО , СН , ННз, и некоторые другие — в меньших количествах. Поэтому первые живые организмы, скорее всего, были анаэробами. [c.52]

Первые живые организмы на Земле были по характеру усвоения веществ гетеротрофами (см. главу ХП), по характеру диссимиляции — анаэробами. Питанием для них служили первичные органические вещества абиогенного происхождения. [c.73]

Анаэроб - организм, способный жить в бескислородной среде. Различают облигатных анаэробов - постоянно живущих в бескислородной среде и факультативных - способных жить как без кислорода, так и при его присутствии (организмы городской канализации, первичных отстойников и т.д.). [c.58]

Наиболее древнее происхождение имеет, вероятно, протонная АТФаза. Она обнаружена в клетках всех организмов, в том числе и у первичных анаэробов-бродильщиков, синтезирующих АТФ в реакциях субстратного фосфорилирования. Гипотетические первичные клетки получали всю энергию за счет субстратного фосфорилирования и имели слаборазвитые биосинтетические способности. Поступление необходимых органических соединений из внешней среды и выделение конечных продуктов брожения происходило по механизму пассивного унипорта (см. рис. 26). Первичные клетки, вероятно, не имели клеточной стенки, а были отграничены от окружающей среды только элементарной мембраной. Очевидно, что активные транспортные процессы, обеспе- [c.348]

Известна и фотогетеротрофная аэробная ассимиляция ацетата, характерная для вольвоксовой водоросли hlamydobotrys, которая не развивается, если в качестве источника углерода ей давать СОз- Однако этот тип углеродного питания появился, по-видимому, достаточно поздно. Он не мог использоваться первичными организмами, являвшимися строгими анаэробами. [c.18]

Общее направление биохимических процессов. Брожение целлюлозы. Целлюлоза устойчива к действию химических соединений, не подвергается изменению в пищеварительном тракте человека, накапливается в большом количестве в почве и на дне водоемов. Она составляет значительную часть осадка, образующегося в первичных отстойниках. Брожение целлюлозы начинается с ферментативных реакций образования глюкозы, которая затем сбраживается с образованием органических кислот, этилового спирта, диоксида углерода, водорода. Разложение целлюлозы осуществляется облигатными анаэробами-бактериями, относящимися к роду клостридий ( lostridium). Это подвижные палочки, образующие внутри клеток крупные споры. Среди них есть мезофильные (оптимальная температура развития 30—35° С) и термофильные (оптимальная температура существования около 60° С) формы. При брожении целлюлозы в зависимости от условий образуются и другие соединения. Ниже приводятся основные продукты, получающиеся [c.270]

Остается открытым вопрос о том, в каком временном порядке появились облигатные и факультативные дышащие организмы после превращения фотосинтезирующих в дышащие. Фотосинтезирующие бактерии, способные к росту за счет одного брожения, сейчас представляют собой редкое исключение 8, Б). Тем не менее возможно, что от таких организмов произошли факультативно дышащие. А быть может, облигатно дышащие организмы произошли от строго фотосинтезирующих, а позднее у них вновь развилась и заняла важное место сохранившаяся уже навсегда, но часто скрытая способность к брожению. Молочнокислые бактерии 7, В) уникальны среди анаэробов (это скорее вопрос терминологии)— в том смысле, что они вполне толерантны к кислороду. Более того, у некоторых из них обнаружены развитые до некоторой степени дыхательные системы и гемопротеиды. Они микроаэрофильны. На этом и на других основаниях было выдвинуто предположение, что молочнокислые бактерии регрессировали из аэробного состояния [301, 1979, 1980]. Про-пионовокислые бактерии, которые тоже могли регрессировать, имеют больше гемопротеидов, чем молочнокислые, но они лишь микроаэротолерантны [458, 1675, 1784]. Возможно, что когда-то существовали первичные толерантные к кислороду бактерии, которые не регрессировали от бактерий, способных к использованию кислорода. [c.150]

Таким образом, анаэробное разложение органических вешеств осуществляется сообществом микроорганизмов, составляющих трофическую цепь первичных и вторичных анаэробов. В охпичие от трофических цепей микроорганизмов в аэробных условиях, где взаимоотношения меищу группами организмов характеризуются отношением жертва - хищник , для трофических систем при метановом сбраживании характерно использование продуктов мета- [c.424]

Вторичные анаэробы используют все продукты первичных анаэробов. Поэтому получается трофическая структура сообщества с продукт-субстратным взаимодействием как основным принципом организации. Продукты обобществляются, образуя пулы. Поскольку разные организмы образуют сходные продукты, то ребра от нескольких узлов сходятся вместе и вместо цепей получаются сети. Важнейшим узлом служит образование ацетата, или ацетогенез, представляющий промежуточный этап между первичными и вторичными анаэробами. Точно так же в зависимости от доступного акцептора электрона сходятся вместе и ребра на единый продукт восстановления неорганического акцептора, например НзЗ при сульфи-догенезе. Для того чтобы сообщество существовало сколько-нибудь длительное время и было автономным, необходимо, чтобы деструкция была полной и не накапливалось бы никаких продуктов. На самом деле это требование выполняется лишь отчасти, и происходит накопление не полностью разложенных или устойчивых (как гумусовые вещества) продуктов обмена сообщества, что ведет к сукцессии - последовательной смене сообществ. [c.35]

За этой работой последовала целая серия других, и был разобран ряд реакций с бинарными культурами. Организмы, способные к развитию при условии, что Н2 удаляется из сферы реакции, получили название синтрофов и составили особую функциональную группу в сообществе. Межвидовой перенос водорода составляет промежуточное звено между первичными и вторичными анаэробами. Синтрофы развиваются совместно с Н2-использующими анаэ- [c.42]

Источником Н2 служат газы, образуемые первичными анаэробами в кислотогенной (иначе - водородной) фазе анаэробного разложения органических веществ и диффундирующие из анаэробной зоны в аэробную, где оптимальные условия для газотрофов создаются в области хемоклина и оксиклина. Это местообитание обычно коррелирует с микроаэробными условиями. Другим источником Н2 могут служить фототрофные организмы, в том числе и цианобактерии здесь содержание О2 высоко. Выделение Н2 цианобактериями может служить причиной того, что среди водородных бактерий много организмов, происхождение которых связано, скорее всего, с циа-но-бактериальными сообществами. [c.137]

В общих чертах обмен гидрогеномонад включает реакцию гидрогеназы, сопряженную с мембранной электрон-транспортной цепью и синтезом АТФ с О2 как терминальным акцептором, и в анаболизме - автотрофную ассимиляцию СО2 через цикл Кальвина как у фотоавтотрофов. Таким образом, это самый простой тип обмена, поскольку газы не требуют транспортных механизмов и продукт реакции нетоксичен. Все гидрогеномонады способны расти органо-трофно, причем излюбленными веществами служат органические кислоты и другие продукты первичных анаэробов. [c.138]

Развитие микроорганизмов в подземных водах ведет к образованию газов. Доступное органическое вещество разлагается с удалением следов растворенного кислорода и насыщением воды углекислотой, в том числе и от деятельности первичных анаэробов, продуцирующих органические кислоты. Продукты брожения используются вторичными анаэробами. Метаногенез представляется важнейшим процессом, ведущим к образованию газовых месторождений. За ним следует сульфидогенез с образованием сероводородных вод и цементацией порового пространства карбонатами и сульфидами. Особый интерес представляет образование высших углеводородов, которые не являются продуктами катаболизма микроорганизмов, а возникают в результате преобразования этих продуктов в химических реакциях. Однако с развитием знаний об экстремофильных организмах область возможных биологических реакций расширяется, хотя для доказательства этих реакций требуется работа в конкретных местообитаниях. [c.175]

Микробный ценоз функционирует в почве следующим образом. Растительные остатки, состоящие из легкодоступных растворимых и труднодоступных нерастворимых компонентов, разлагаются соответственно микрофлорой 1 и 2. При этом образуются гумусовые вещества и появляются микробные клетки, таклсе состоящие из легкодоступных компонентов (цитоплазмы) и труднодоступных структурных частей (клеточных стенок). Их разлагает соответственно микрофлора 3 и 4. Часть продуктов гидролиза растительных и микробных полимеров рассеивается в окружающую среду, минуя первичных редуцентов и перехватывается микрофлорой рассеивания 5, которая характеризуется высоким сродством к субстрату. Гумусовые вещества используются микрофлорой 6. В анаэробных условиях развиваются также микрофлора 7, разлагающая азотистые вещества (легкодостуТт-ные компоненты растительного опада и микробную некромассу), микрофлора 8, вызывающая брожение безазотистых органических веществ, микрофлора 9, или вторичные анаэробы (сульфатредукторы и метаногены), и микрофлора 10 (водородные и метилотрофные бактерии), которая окисляет продукты анаэробного обмена при их переносе в аэробную зону. [c.156]

Водородные бактерии широко распространены в природе. По терминологии Г. А. Заварзина (1976), это представители группы микрофлоры рассеяния , которая перерабатывает рассеиваемые из анаэробной зоны продукты обмена микробов-гид-ролитиков и первичных анаэробов. Экологическая принадлежность водородных бактерий к микрофлоре рассеяния влечет за собой физиологическую способность к олигокарбофилии — быстрому росту при низких концентрациях органического вещества. [c.8]

Наиболее древнее происхождение имеет, вероятно, протонная АТФаза. Она обнаружена в клетках всех организмов, в том числе и у первичных анаэробов-бродильщиков, синтезирующих АТФ в реакциях [c.311]

В течение первого этапа метаногенеза развиваются анаэробные бактерии разнообразных физиологических групп целлюлозоразрушающие, углеводсбраживающие (типа маслянокислых), аммонифицирующие (разрушающие белки, пептиды п аминокислоты) и др. Благодаря такому сообществу бактерий первичные анаэробы могут использовать разнообразные органические вещества растительного и животного происхождения. В этом и состоит одна из важнейших особенностей бактерий, осуществляющих разложение органических веществ с образованием метана. Тесная связь между указанными группами бактерий обеспечивает достаточную стабильность процесса (Панцхава, 1978). [c.207]

Основной функцией маслянокислых бактерий в водоемах является деструкция широкого спектра углеводов. Некоторые из них [9] нуждаются в своем развитии в различных аминокислотах и участвуют, таким образом, в распаде белков. Другой очень важной функцией первичных бродильщиков является то, что, выделяя в окружающую среду водород, углекислоту и многие жирные кислоты, они создают благоприятные условия для развития других строгих анаэробов — сульфатвосстанавливающих и метанообразующих бактерий. Кроме того, маслянокислые клостридии об- [c.47]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология