ЗАГАЛЬНА МІКРОБІОЛОГІЯ - Т.П. Пирог - 2004

16. ВИКОРИСТАННЯ НЕОРГАНІЧНИХ ДОНОРІВ ВОДНЮ: АЕРОБНІ ХЕМОЛІТОТРОФНІ БАКТЕРІЇ

16.2. ОКИСНЕННЯ ВІДНОВЛЕНИХ СПОЛУК СІРКИ

Здатність одержувати енергію в результаті окиснення відновлених сполук сірки притаманна грамнегативним бактеріям з полярно розміщеними джгутиками, які об’єднані в рід Thiobacillus. До цієї групи бактерій належать також представники родів Sulfolobus Thiomicrospira (таблиця).

Більшість тіобацил окиснює різні сполуки сірки, утворюючи як кінцевий продукт сульфат:

Деякі сіркоокиснювальні бактерії єоблігатними хемолітоавтотрофями, а деякі — здатні використовувати як джерело енергії та вуглецю, а також як донори електронів — органічні сполуки. Ці бактерії є аеробами, проте Thiobacillus denitrificans може використовувати як термінальний акцептор електронів, крім кисню, також і нітрат. Отже, ця бактерія може здійснювати анаеробне нітратне дихання і денітрифікувати нітрат. Але вона не здатна до асиміляційного відновлення нітрату, тому як джерело азоту їй потрібен тільки аміак (солі амонію).

Бактерії, які окиснюють сірку та її сполуки

Бактерії

Інтервал pH для росту

Донори електронів

Автотрофів облігатна (О) чи факультативна (Ф)

Thiobacillus thiooxidans

Thiobacillus ferrooxidans

Thiobacillus thioparus

Thiobacillus denitrificans

Thiobacillus intermedias

Thiobacillus novellus

Thiomicrospira pelophila

Sulfolobus acidocaldartus

2-5

2-6

6-8

2-6

6-8

2-3

S² , S₂О₃^2- , S

Fe^2-, S₂О₃^2- , S

CNS . S₂О₃^2- , S

CNS , S₂О₃^2- , S

S₂О₃^2-, S, глутамат

S₂О₄^2- , S глутамат

S², S₂О₃^2- , S

S глутамат, пептон

Thiobacillus thiooxidans утворює великі кількості сірчаної кислоти і добре переносить низькі значення pH. Клітини не втрачають життєздатності навіть у 1 н. розчині сірчаної кислоти. Такі властивості цих бактерій використовуються в сільському господарстві з метою зниження лужності ґрунтів: у вапнисті ґрунти вносять елементну сірку, утворювана тіобацилами сірчана кислота переводить нерозчинний карбонат кальцію в більш розчинний сульфат кальцію, який вимивається з ґрунту.

У місцях, де в осадах стоячих вод і вод, які повільно течуть, утворюється сірководень, можна часто виявити на чорній поверхні мулу знебарвлені нитчасті сіркобактерії Beggiatoa, Thiothrix, Thioploca. Проте виділення чистих культур таких класичних сіркобактерій утруднене і не завжди вдається. Очевидно, для їх росту необхідні органічні речовини.

Сірководень як основа безсвітлової екосистеми. Для життя всіх вищих гетеротрофних організмів необхідна біомаса, яка утворюється за допомогою фотосинтезу (рослини). Проте існує виняток з цього правила. На великих морських глибинах, у місцях, де розходяться континенти, з морського дна б’ють гарячі

джерела з температурою води близько 350 "С. У воді цих джерел розчинено багато різних мінеральних речовин, у тому числі й сірководень. Там, де гаряча вода стикається з холодною морською водою, що містить кисень, можуть рости бактерії, які окиснюють сірку або сірководень. Вони є поживою для молюсків, ракоподібних, черв’яків. Отже, на великих морських глибинах, куди не проникає світло, у безпосередній близькості від гарячих джерел існує екосистема, в якій продукція біомаси ґрунтується не на фотосинтезі, а на хемолітоавтотрофії.