Поставщики
минеральных биогенных элементов
Все минеральные
биогенные элементы (МБЭ) содержатся в грунте в виде нерастворимых или плохорастворимых
в воде соединений – иначе эти минералы были бы в случае суши вымыты из
грунта первым большим дождём, а в случае донного грунта растворились в воде с
самого начала образования водоёма.
Значительная часть МБЭ (в частности P, Cu и Md) содержится в виде примесей в
кристаллической решётке нерастворимых минералов и извлекается из пылинок этих
минералов специализированными бактериями-выщелачивателями или сконетрофами (в
основном фосфоробактериями, серобактериями и силикатными бактериями), или кристаллотрофами-грибами.
Сконетрофы
должны обладать способностью к хемотаксису,
т.е. иметь возможность определить
локализацию ближайшей пылинки подходящего состава по «запаху» минерала и переместиться к ней.
Среди МБЭ имеются очень редкие в земной коре.
/*
Так у фосфора, без которого не может
обойтись ни одна живая клетка, массовое содержание в земной коре ≈ 10-3,
а у входящего в состав нитрогеназы
и, значит, абсолютно необходимого для развития жизни молибдена содержание ≈ 10-6. */
Экстрагирующая редкие МБЭ бактерия-сконетроф
должна выбрать для обработки пылинку нужного минерала, затерянную среди
большого числа пылинок других минералов.
Процесс обработки пылинок пока что
недостаточно изучен, однако, уже имеющаяся информация даёт основание предположить следующий сценарий.
Подойдя к нужной пылинке, бактерия-сконетроф
находит на её поверхности нужные примесные атомы. Далее бактерия прикрепляется
к выбранному участку кристаллической решётки своей слизистой капсулой и,
обрабатывая его специальным секретом (обычно, органической кислотой), извлекает
атом нужной ей примеси и поглощает его через соответствующий порт в своей
мембране.
Обработав пылинку, бактерия-сконетроф
получает, как правило, достаточно большое количество содержащих требуемый МБЭ
ионов или молекул, которые она сохраняет в себе, чтобы поделиться в дальнейшем
с другими членами сообщества.
/* В
клетках прокариот обычно имеются специальные «кладовые» для хранения запаса
некоторых МБЭ */.
В составе биоплёнок, по-видимому, имеются
специализированные склады для хранения различных элементов, куда
бактерии-сконетрофы сдают свою добычу и откуда её могут получить другие члены
биоплёнки.
Мицелий кристаллотрофов-грибов обладает несравненно
большей, чем у сконетрофов, площадью поверхности, однако лишён подвижности и
может обрабатывать только те минералы, которые оказались по соседству с ним.
При этом кристаллотрофы не могут прицельно извлекать определённые нужные атомы
и, следовательно, должны получать редкие МБЭ от сконетрофов.
Дата последнего обновления: 2011-08-27