Многие микроорганизмы прямо или косвенно участвуют в окислении железа. Среди них имеются хемоорганогетеротрофы. Эти организмы окисляют комплексные органические соединения железа. Образующийся гидрат окиси железа откладывается на поверхности клеток микроорганизмов. Такие микроорганизмы обитают в водоемах (бактерии рода Blastocaulis и др.) и в почвах (бактерии родов Hyphomicrobium, Seliberia и др.).

Выявлены также разнообразные по морфологии микроорганизмы, способные окислять неорганические соединения железа в болотах, ручьях, железистых источниках, озерах, дренажных трубах и других водоемах с образованием охристых осадков. Эти организмы называют железобактериями. К ним относятся:

  • нитчатые бактерии (Leptothrix, Crenothrix),
  • бактерии родов Gallionella, Меtallogenium и др.

Род Leptothrix включает в себя железобактерии, образующие цепочки клеток. Их боковая поверхность выделяет гидрат окиси железа, который образует цилиндрический чехол, покрывающий всю цепочку. По мере утолщения чехла ограничивается доступ к клеткам закисного железа, кислорода и СО2. Вследствие этого бактериальные клетки покидают старые чехлы, медленно выходя наружу, и затем одеваются новыми чехлами. Пустые чехлы, скапливаясь, образуют охристые осадки в водоемах.

Leptothrix окисляют двухвалентное железо (FeCО3) до трехвалентного Fe(СO3)3 с последующим гидролизом до Fe(OH)3:

4FeC03 + 6Н20 +O2 = 4Fe (0Н)3 + 4С02

Нитчатые бактерии живут в воде. Их можно культивировать на средах с органическим веществом, по-видимому, они хемоорганогетеротрофы. Некоторые из этих бактерий (Leptothrix ochraceae) свободно плавают в воде, не прикрепляясь к субстрату; другие прикрепляются к какому-либо твердому предмету в воде.

Размножаются нитчатые бактерии, поперечным делением клеток, образуя тельца, аналогичные конидиям, а также зооспорами и гонидиями (подвижными клетками).

Род Gallionella. Типичный представитель этого рода Gallionella ferrugineae имеет вибриоидные клетки со жгутиками. Клетки расположены на длинном плоском, спирально-перекрученном стебельке. Одна сторона клетки вогнутая, другая — выпуклая. Последняя выделяет наружу отложение коллоидного гидрата окиси железа, из которого постепенно образуется стебелек.

При делении клетки стебелек расходится, образуя дихотомическое ветвление. Электронно-микроскопическое изучение стебельков показало, что они способны к самостоятельному росту и на них возникают клеточные образования. В стебельках обнаружен белок. По-видимому, стебельки — живые образования, а не мертвые части железобактерий.

Известны и настоящие хемолитоавтотрофные бактерии, обладающие способностью получать энергию в результате окисления закисного железа и использовать углерод из углекислоты. К этим бактериям относится уже описанный выше сероокисляющий организм — Thiobacillus ferrooxidans.

Реакции окисления железа этой бактерией можно записать следующими уравнениями:

4Fe2++4Н++6SO42-+O2→2Fe2(SO4)3+2H2O

Fe2(SO4)3+6H2O→2Fe(OH)3+6H++3SO42-

Окисление закисного железа дает малый выход энергии, и для поддержания роста бактерии расходуют большое количество железа. Так, для образования 1 г сырой биомассы клеток бактерии должны окислить около 500 г сернокислого железа.

Углеродное питание Thiobacillus ferrooxidans обеспечивается углекислотой. Этот организм — строгий хемолитоавтотроф.

Выявлены термофильные бактерии, подобные тиобациллам, которые наряду с соединениями серы могут окислять двухвалентное железо.

В последнее время установлена способность к накоплению окислов железа некоторыми фототрофами, в частности цианобактериями. Подобную способность проявляют нитчатые зеленые бактерии и отдельные водоросли.

Считают, что хемолитотрофные и ряд хемоорганогетеротрофных микроорганизмов, под влиянием которых происходит трансформация железа в природе, принимают участие в образовании железистых отложений. Последние обусловливают формирование осадочных железистых руд в болотах, озерах и других водоемах.

© 2015-2019 vseobiology.ru | При использовании материалов сайта - прямая ссылка на vseobiology.ru обязательна.

Заказать курсовую скидка 15%

^ Наверх