Полная версия

Главная arrow География arrow БИОЛОГИЯ: КЛЕТКИ И ТКАНИ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Значение прокариот в эволюции и существовании живой природы на Земле

[1]. Классики микробиологии Л. Пастер и С. Н. Виноградский подчеркивали, что важнейшее значение прокариот заключается в их роли в глобальных природных процессах.

  • 1. Прокариоты, как половина живого вещества в природе и как аккумулятор биогенных элементов. Несмотря на микроскопические размеры, бактерии за счет своей астрономической численности (5 • 1030) составляют половину живого вещества на Земле.
  • 2. Прокариоты — первые живые существа на Земле, космополиты и первопоселенцы. Возраст древнейших цианобактерий составляет 3,5 млрд лет. Они могут существовать практически в любых биотических и абиотических условиях среды, заселяя воду, почву, земную кору. Фактически их ограничивают только физико-химические условия, при которых разрушаются нуклеотиды и аминокислоты. Способность прокариот заселять разнообразные биотопы обеспечивается чрезвычайной адаптационной плстичностью, проявдяемой на всех уровнях: от генотипа до способов питания.
  • 3. Прокариоты как родоначальники эукариот. Согласно современным представлениям, такие органоиды эукариот, как митохондрии и пластиды, являются продуктом симбиоза древних прокариот и эукариот. Этот симбиоз привел к возникновению у первых эукариот аэробного дыхания и фотосинтеза (подробнее о возникновении жизни и эволюции клеток см. параграф 7.2).
  • 4. Прокариоты как первичные продуценты органического вещества на Земле. Фотосинтез, возникший у древних цианобактерий и продолжающийся далее в пластидах клеток зеленых растений и фотопланктона, привел к глобальному процессу ассимиляции углерода в органические соединения. Так, высшие растения образуют 1012 т целлюлозы, а фотопланктон, где преобладают фотосинтезирующие цианобактерии, образует до 40 % первичной органической продукции биосферы.
  • 5. Прокариоты — биопродуценты метана. Метанобразующие архе- бактерии выполняют уникальную в природе реакцию синтеза метана, являются строгими анаэробами и быстро погибают при контакте с воздухом. Они образуют ежегодно примерно 109 т метана, половина которого используют в своих реакциях метанотрофные аэробные эубакте- рии, производя органическую биомассу.
  • 6. Прокариоты как продуценты кислорода. Именно первые цианобактерии начали использовать фотосинтез для получения энергии и синтеза органических соединений. Кислород в этих реакциях является побочным продуктом, и его постепенное накопление в атмосфере привело к кардинальным изменениям в биосфере. По выражению Г. А. Заварзина, биосфера «вывернулась наизнанку». Вместо кислородных карманов в анаэробной среде древней биосферы Земли появились анаэробные карманы в аэробной среде, что привело к появлению множества аэробных организмов — от микробов-аэробов до растений, грибов и животных. Цианобактерии вместе с зелеными растениями образуют в год 1011 т молекулярного кислорода.
  • 7. Прокариоты как диазотрофы. Перевод свободного молекулярного азота в аммоний или нитраты является одной из важнейших цепей преобразования неорганических соединений в биосфере Земли. Более 60 % связанного азота — это результат работы фотоавтотрофных, хемолитотрофных и хемоорганотрофных бактерий. Среди них основную роль играют цианобактерии (наряду с аэробными хемоорганогете- ротрофными бактериями из рода Azotobacter, также способными фиксировать свободный азот и образовывать «клубеньки» на корнях бобовых растений).
  • 8. Прокариоты как регуляторы кругооборота биогенных элементов на Земле. Благодаря чрезвычайной метаболической и функциональной пластичности, огромной численности и разнообразию в использовании источников энергии и питания, бактерии практически полностью контролируют кругооборот таких важнейших элементов, как углерод, кислород, азот, сера, железо, водород и др.

В последующих главах пособия мы еще не раз будем возвращаться к бактериям, более подробно разбирая отдельные особенности организации и функционирования прокариот как одной из форм организации клеток.

  • [1] Пиневич А. В. Микробиология : в 3 т. СПб. : Изд-во СПбГУ, 2006—2009.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>