АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Круговорот серы

Во всех организмах сера представлена главным образом сульфгидрильными (–SH) или дисульфидными (–S–S–) группами метионина, цистеина и гомоцистеина. При анаэробном разложении белков сульфгидрильные группы отщепляются десульфуразами, при этом выделяется сероводород. Этот процесс напоминает аммонификацию азотсодержащих органических соединений. Наибольшее количество сероводорода образуется при диссимиляционном восстановлении сульфатов^- (диссимиляционная сульфатредукция, или «сульфатное дыхание»), осуществляемом облигатно анаэробными бактериями (бактерии родов Desulfovibrio, Desulfotomaculum, Desulfococcus, Desulfosarcina, Desulfonema). Последние используют сульфат для окисления низкомолекулярных органических соединений или молекулярного водорода. Диссимиляционное восстановление элементной серы в анаэробных условиях способны осуществлять бактерии рода Desulfuromonas. Сульфатредуцирующие (или десульфатирующие) бактерии в круговороте серы играют роль, сопоставимую с ролью нитратредуцирующих бактерий в круговороте азота. Их деятельность заметна на дне прудов, вдоль побережья моря по чёрному цвету ила (связан с образованием сульфида двухвалентного железа) и запаху (за счёт выделения сероводорода). Из-за токсического действия сероводорода некоторые береговые области иногда практически безжизненны.

• Образованный в отсутствие молекулярного кислорода сероводород может быть окислен анаэробными фототрофными бактериями семейства Chromatiaceae до серы (виды Chlorobium) или до сульфата (виды Chromatium). В этом семействе известны бактерии, накапливающие серу внутри клеток в качестве промежуточного продукта окисления сероводорода (виды Thiospirillum, Chromatium, Thiodiction), и бактерии, откладывающие серу вне клеток (виды Ectothiorhodospira).

• В аэробных условиях сероводород под действием бесцветных серобактерий (виды Beggiatoa, Thiothrix) окисляется (через промежуточное образование серы) в сульфат. Сероводород может также окисляться в присутствии кислорода абиотическим путём. Свободную серу в аэробных условиях могут окислить до сульфата представители рода Thiobacillus. Некоторые из них — хемолитотрофы, другие используют в качестве источников энергии и углерода органические соединения.

• Образуя большие количества серной кислоты, тиобациллы уменьшают щелочность почвы, переводя карбонат кальция в лучше растворимый сульфат кальция, вымываемый из почвы. Таким образом, добавляя в известковые почвы элементную серу, можно бороться с их избыточным известкованием. Что касается серы, необходимой для синтеза серосодержащих аминокислот, то она поступает в организм животных с пищей, содержащей восстановленные соединения серы; растения и часть микроорганизмов получают её в процессе ассимиляционной сульфатредукции. Как и при ассимиляции нитрата, ассимилируется ровно столько питательных веществ, содержащих серу или азот, сколько их необходимо для роста организма; поэтому никакие восстановленные продукты метаболизма серы в окружающую среду не выделяются.

Круговорот фосфора. В организмах фосфор находится только в пятивалентном состоянии — в форме солей и свободных фосфатных ионов (РО₄^3–), либо в виде органических фосфатных веществ. Большинство органических фосфорсодержащих соединений неспособно поглощаться клетками, и потребность клеток в фосфоре удовлетворяется потреблением фосфатных ионов. Последние включаются в органические компоненты клеток и после смерти при гидролизе этих соединений вновь высвобождаются. Фосфаты доступны для сухопутных организмов благодаря непрерывному переводу нерастворимых фосфатных соединений в растворимые. В этом процессе микробам принадлежит ведущая роль. Кислые продукты метаболизма — органические и неорганические (например, азотная и серная) кислоты растворяют фосфат кальция; образуемый бактериями сероводород способствует растворению фосфатов железа. Подсчитано, что продукцию биомассы в конечном итоге лимитируют азот и фосфор. Так, из элементов, содержащихся в 1 м³ морской воды, можно создать, опираясь в расчёты в содержании углерода около 100 г биомассы, рассчитывая по азоту — 6 г, по фосфору — только 5 г биомассы.

Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 567 | Нарушение авторских прав