Baktēriju uzturs. Autotrofi un heterotrofi.

Baktēriju elpošana

Pamatojoties uz enerģijas iegūšanas metodi, baktērijas var iedalīt divās grupās: aerobās un anaerobās. Aerobās baktērijas izmanto skābekli, lai sadalītu organiskās vielas. Šķelšanās laikā izdalās enerģija, kas tiek tērēta dzīvībai svarīgiem procesiem. Tāpēc aerobās baktērijas var dzīvot tikai skābekļa vidē, kas nepieciešama to elpošanai.

Anaerobās baktērijas iegūst enerģiju organisko vielu bezskābekļa sadalīšanās rezultātā – fermentācijas vai sabrukšanas rezultātā.

Anaerobās baktērijas atklāja franču biologs Luiss Pastērs 1861. gadā. Šis atklājums apdullināja biologus, jo visi uzskatīja, ka dzīvība obligāti ir saistīta ar elpošanu, tas ir, skābekļa izmantošanu. Pirmā L. Pastēra atklātā anaerobā baktērija bija Clostridium butyricum, bacilis, kas izraisa ogļhidrātu fermentāciju.

Fermentācija ir ogļhidrātu fermentatīvā sadalīšana bez skābekļa.

Piemēram, pienskābes baktērijas sadala glikozes molekulu divās pienskābes molekulās. Viņi izmanto šajā procesā atbrīvoto enerģiju dzīvībai svarīgiem procesiem. Šo reakciju var uzrakstīt, izmantojot ķīmiskos simbolus šādi:

C 6 H 12 0 6 2 C 3 H 6 0 3 + ENERĢIJA

Šādas reakcijas rodas, skābējot pienu, gatavojot kefīru, skābētus kāpostus, mērcējot ābolus un skābējot. Pienā, dārzeņos un augļos esošie cukuri sadalās pienskābē, un baktērijas saņem nepieciešamo enerģiju. Bet tajā pašā laikā vides skābums pakāpeniski palielinās, un tas kļūst nepiemērots baktēriju dzīvībai. Tāpēc pēc fermentācijas pārtikas produktus var uzglabāt ilgu laiku.

Anaerobās baktērijas iedala obligātajās baktērijās, kuras nespēj dzīvot skābekļa klātbūtnē, un fakultatīvajās baktērijās, kas dzīvo gan skābekļa, gan bezskābekļa vidē.

Pamatojoties uz to, kā tās barojas, baktērijas var iedalīt divās daļās lielas grupas: autotrofi un heterotrofi.

Autotrofi ir baktērijas, kas spēj ražot organisko vielu no neorganiskām.

Ja izmanto sintēzei saules enerģija, tad baktērijas sauc par fotosintētiku, un, ja enerģija izdalās dažādās ķīmiskās reakcijas, - ķīmiskās sintētikas.

Visiem autotrofiem ir divas lielas enzīmu grupas. Dažas nodrošina vienkāršu organisko vielu sintēzi no neorganiskām, bet citas, izmantojot šīs vielas (glikozi utt.), sintezē kompleksus. organiskie savienojumi(ciete, mureīns, olbaltumvielas utt.).

Fotosintētiskās baktērijas ietver purpursarkanās un zaļās baktērijas. Atšķirībā no augiem, tie iegūst ūdeņradi (H) nevis no ūdens (H 2 0), bet no sērūdeņraža (H 2 S). Izmantojot ķīmiskos simbolus, baktēriju fotosintēzes reakciju var uzrakstīt šādi:

CO 2 + H 2 S C n H 2 n O n + H 2 0 + S

Šajā fotosintēzes formā skābeklis netiek atbrīvots, un sērs uzkrājas baktēriju šūnās. Šo fotosintēzes veidu sauc par anaerobu.

Fotosintētiskās baktērijas visbiežāk dzīvo ūdenstilpēs uz dūņu virsmas, un dažas sugas dzīvo karstajos avotos.

Fotosintēzes raksturs zilaļģēs ir atšķirīgs (aerobs). Šie ir vecākie organismi, kas uz mūsu planētas parādījās apmēram pirms 3 miljardiem gadu. Tie dzīvo galvenokārt saldūdens tilpnēs, dažreiz izraisot "ūdens ziedēšanu". Dažas sugas dzīvo jūrās un okeānos, kā arī uz sauszemes, veidojot zaļus pārklājumus uz augsnes, akmeņiem un koku mizas.

Fotosintēze zilaļģēs ir līdzīga tai, kas notiek augos, un, izmantojot ķīmiskos simbolus, to var izteikt ar šādu vienādojumu:

CO 2 + H 2 O C n H 2 n O n + O 2

Tieši zilaļģes bija vienīgās skābekļa piegādātājas atmosfērā 800 miljonus gadu.

Ķīmisintētiskās baktērijas pirmo reizi atklāja krievu zinātnieks S. N. Vinogradskis 1890. gadā. Šīs baktērijas izmanto enerģiju, kas izdalās amonjaka, slāpekļa, dzelzs un sēra savienojumu oksidēšanas laikā.

Heterotrofās baktērijas uzturā izmanto gatavās organiskās vielas, ko ražo organismi vai mirušo ķermeņu atliekas.

Šīm baktērijām ir divi veidi, kā iegūt nepieciešamo enerģiju: fermentācija un puve.

Puve ir olbaltumvielu un tauku anaerobā fermentatīvā sadalīšanās.

Ja baktērijas mūžā izmanto mirušo ķermeņu atliekas, tās sauc par saprotrofiem. Slavenais franču mikrobiologs Luiss Pastērs 19. gadsimta beigās norādīja uz saprotrofisko baktēriju ārkārtīgi nozīmīgo lomu dabā. Šīs baktērijas kopā ar pelējuma sēnītēm ir sadalītājas (no latīņu valodas Reduce — atgriezties). Sadalot organiskās atliekas minerālsāļos, tie attīra mūsu planētu no dzīvnieku līķiem un augu atliekām, nodrošinot dzīvos organismus ar minerālsāļiem un noslēdzot vielu ciklu dabā.

Tajā pašā laikā pūšanas baktērijas, nokļūstot uz pārtikas produktiem, izraisa to bojāšanos. Lai aizsargātu pārtikas produktus no sadalītājiem, tie tiek pakļauti žāvēšanai, kodināšanai, kūpināšanai, kodināšanai, sasaldēšanai, kodināšanai vai īpašas metodes konservēšana - pasterizācija vai sterilizācija.

Luiss Pastērs izstrādāja metodi šķidru pārtikas produktu (piena, vīna, alus u.c.) konservēšanai, ko sauca par pasterizāciju. Lai iznīcinātu baktērijas, šķidrumu uzkarsē līdz 65 - 70 ° C temperatūrai un tur 15 - 30 minūtes.

Pilnīga baktēriju iznīcināšana tiek panākta ar sterilizāciju. Šādā gadījumā produkti tiek turēti 140°C temperatūrā apmēram 3 stundas, vai arī tie tiek apstrādāti ar gāzēm, cieto starojumu u.c.

Patogēnās baktērijas izraisa tādas slimības kā holēra, mēris, tuberkuloze, pneimonija, salmoneloze, recidivējošais drudzis, iekaisis kakls, difterija, stingumkrampji un daudzas citas cilvēku slimības, kā arī dažādas dzīvnieku un augu slimības.

Patogēno baktēriju izpēti uzsāka L.Pasters, un tā tika izstrādāta Roberta Koha, E.Smita, Danila Samoiloviča, Š.Kitasato darbos.

Jau sen zināms, ka pākšaugi palielina augsnes auglību. Par to rakstīja Teofrasts un romiešu zinātnieks Gajs Plīnijs Vecākais.

1866. gadā slavenais krievu botāniķis un augsnes zinātnieks M. S. Voroņins pamanīja, ka pākšaugu saknēm ir ha.
Raksturīgi pietūkumi ir mezgliņi, kas veidojas baktēriju darbības rezultātā.

Tikai 20 gadus vēlāk holandiešu mikrobiologs Martins Beijerinks spēja pierādīt, ka baktērijas nosēžas uz pākšaugu saknēm, saņemot no tām gatavas organiskās vielas, un pretī dod augam tik nepieciešamo slāpekli, ko tās uzņem no gaisa. .

Tā tika atklāta baktēriju simbioze ar augiem. Turpmākie pētījumi parādīja, ka ne tikai ar augiem, bet arī ar dzīvniekiem un pat ar cilvēkiem. Vairāku veidu baktērijas apmetas cilvēka zarnās un barojas ar nesagremotas pārtikas paliekām, pretī dodot vitamīnus un dažas citas cilvēka dzīvībai nepieciešamas vielas.

Pamatojoties uz to barošanas metodi, baktērijas var iedalīt divās lielās grupās: autotrofos un heterotrofos.

Autotrofi ir baktērijas, kas spēj sintezēt organiskās vielas no neorganiskām.

Ja sintēzei izmanto saules enerģiju, tad baktērijas sauc par fotosintētiku, bet, ja dažādu ķīmisko reakciju laikā izdalīto enerģiju sauc par ķīmijsintētiku.

Visiem autotrofiem ir divas lielas enzīmu grupas. Dažas nodrošina vienkāršu organisko vielu sintēzi no neorganiskām, bet citas, izmantojot šīs vielas (glikozi u.c.), sintezē sarežģītus organiskos savienojumus (cieti, mureīnu, olbaltumvielas utt.).

Fotosintētiskās baktērijas ietver purpursarkanās un zaļās baktērijas. Atšķirībā no augiem, tie iegūst ūdeņradi (H) nevis no ūdens (H 2 0), bet no sērūdeņraža (H 2 S). Izmantojot ķīmiskos simbolus, baktēriju fotosintēzes reakciju var uzrakstīt šādi:

CO 2 + H 2 S C n H 2 n O n + H 2 0 + S

Šajā fotosintēzes formā skābeklis netiek atbrīvots, un sērs uzkrājas baktēriju šūnās. Šo fotosintēzes veidu sauc par anaerobu.

Fotosintētiskās baktērijas visbiežāk dzīvo ūdenstilpēs uz dūņu virsmas, un dažas sugas dzīvo karstajos avotos.

Fotosintēzes raksturs zilaļģēs ir atšķirīgs (aerobs). Šie ir vecākie organismi, kas uz mūsu planētas parādījās apmēram pirms 3 miljardiem gadu. Tie dzīvo galvenokārt saldūdens tilpnēs, dažreiz izraisot "ūdens ziedēšanu". Dažas sugas dzīvo jūrās un okeānos, kā arī uz sauszemes, veidojot zaļus pārklājumus uz augsnes, akmeņiem un koku mizas.

Fotosintēze zilaļģēs ir līdzīga tai, kas notiek augos, un, izmantojot ķīmiskos simbolus, to var izteikt ar šādu vienādojumu:

CO 2 + H 2 O C n H 2 n O n + O 2

Tieši zilaļģes bija vienīgās skābekļa piegādātājas atmosfērā 800 miljonus gadu.

Ķīmisintētiskās baktērijas pirmo reizi atklāja krievu zinātnieks S. N. Vinogradskis 1890. gadā. Šīs baktērijas izmanto enerģiju, kas izdalās amonjaka, slāpekļa, dzelzs un sēra savienojumu oksidēšanas laikā.

Heterotrofās baktērijas uzturā izmanto gatavās organiskās vielas, ko ražo organismi vai mirušo ķermeņu atliekas.

Šīm baktērijām ir divi veidi, kā iegūt nepieciešamo enerģiju: fermentācija un puve.

Puve ir olbaltumvielu un tauku anaerobā fermentatīvā sadalīšanās.

Ja baktērijas mūžā izmanto mirušo ķermeņu atliekas, tās sauc par saprotrofiem. Slavenais franču mikrobiologs Luiss Pastērs 19. gadsimta beigās norādīja uz saprotrofisko baktēriju ārkārtīgi nozīmīgo lomu dabā. Šīs baktērijas kopā ar pelējuma sēnītēm ir sadalītājas (no latīņu valodas Reduce — atgriezties). Sadalot organiskās atliekas minerālsāļos, tie attīra mūsu planētu no dzīvnieku līķiem un augu atliekām, nodrošinot dzīvos organismus ar minerālsāļiem un noslēdzot vielu ciklu dabā.

Tajā pašā laikā pūšanas baktērijas, nokļūstot uz pārtikas produktiem, izraisa to bojāšanos. Lai aizsargātu pārtikas produktus no sadalītājiem, tie tiek pakļauti žāvēšanai, kodināšanai, kūpināšanai, sālīšanai, saldēšanai, raudzēšanai vai īpašām konservēšanas metodēm - pasterizācijai vai sterilizācijai.

Luiss Pastērs izstrādāja metodi šķidru pārtikas produktu (piena, vīna, alus u.c.) konservēšanai, ko sauca par pasterizāciju. Lai iznīcinātu baktērijas, šķidrumu uzkarsē līdz 65 - 70 ° C temperatūrai un tur 15 - 30 minūtes.

Pilnīga baktēriju iznīcināšana tiek panākta ar sterilizāciju. Šādā gadījumā produkti tiek turēti 140°C temperatūrā apmēram 3 stundas, vai arī tie tiek apstrādāti ar gāzēm, cieto starojumu u.c.

Patogēnās baktērijas izraisa tādas slimības kā holēra, mēris, tuberkuloze, pneimonija, salmoneloze, recidivējošais drudzis, tonsilīts, difterija, stingumkrampji un daudzas citas cilvēku slimības, kā arī dažādas dzīvnieku un augu slimības.

Patogēno baktēriju izpēti uzsāka L.Pasters, un tā tika izstrādāta Roberta Koha, E.Smita, Danila Samoiloviča, Š.Kitasato darbos.

Jau sen zināms, ka pākšaugi palielina augsnes auglību. Par to rakstīja Teofrasts un romiešu zinātnieks Gajs Plīnijs Vecākais.

1866. gadā slavenais krievu botāniķis un augsnes zinātnieks M. S. Voroņins pamanīja, ka pākšaugu saknēm ir ha.
Raksturīgi pietūkumi ir mezgliņi, kas veidojas baktēriju darbības rezultātā.

Tikai 20 gadus vēlāk holandiešu mikrobiologs Martins Beijerinks spēja pierādīt, ka baktērijas nosēžas uz pākšaugu saknēm, saņemot no tām gatavas organiskās vielas, un pretī dod augam tik nepieciešamo slāpekli, ko tās uzņem no gaisa. .

Tā tika atklāta baktēriju simbioze ar augiem. Turpmākie pētījumi parādīja, ka ne tikai ar augiem, bet arī ar dzīvniekiem un pat ar cilvēkiem. Vairāku veidu baktērijas apmetas cilvēka zarnās un barojas ar nesagremotas pārtikas paliekām, pretī dodot vitamīnus un dažas citas cilvēka dzīvībai nepieciešamas vielas.

Baktēriju nozīme

1. Tie piedalās ekosistēmās mirušo organisko materiālu iznīcināšanā un tādējādi tieši piedalās oglekļa, slāpekļa, fosfora, sēra, dzelzs un citu elementu apritē.

2. Daudzi procesi dabā ir saistīti ar baktēriju darbību, gan simbiotisku (mezglu baktērijas), gan nesimbiotisko (azotobaktērijas) molekulārā slāpekļa fiksāciju.

Tautsaimniecībā cilvēki izmanto daudzu veidu baktērijas: iegūstot bioloģiskos produktus fermentācijas rezultātā (etiķskābes baktērijas, laktobacilli).

3. Kalpo kā antibiotiku (gramicidīns, streptomicīns) avots.

4. Baktērijas tiek izmantotas, lai radītu jaunas metodes rūpnieciski svarīgu vielu, tostarp spirtu, organisko skābju, cukuru, polimēru, aminoskābju un vairāku fermentu ražošanai.

5. Zīdītāju zarnu simbiotiskās baktērijas (mikroflora) piedalās vairāku B vitamīnu un K vitamīna sintēzē, kā arī sadala šķiedrvielas.

6. Paldies gēnu inženierijaŠobrīd ir izdevies veiksmīgi pārnest cilvēka insulīna gēnus Escherichia coli genomā, un šī hormona rūpnieciskā ražošana jau ir sākusies.

7. Daudzu veidu baktērijas izraisa augu, dzīvnieku un cilvēku slimības.

11. nodaļa

VĪRUSU KARALISTE (VIRA)

Vīrusu atklāšanas vēsture

19. gadsimta beigās dīvaina slimība skāra tabakas plantācijas Krimā. Slimu augu lapas pārklājās ar sarūsējušiem plankumiem, saburza un izžuva.

Par šo slimību sāka interesēties Sanktpēterburgas universitātes absolvents D.I.Ivanovskis. Lai izolētu slimības izraisītāju, viņš sasmalcina slimo augu lapas un iegūto sulu filtrēja caur audumu. Tomēr ne izspīlētajā sulā, ne atlikumos uz audekla patogēnās baktērijas D.I.Ivanovskis to neatrada. Tajā pašā laikā izspiesta sula, kas uzklāta uz veselīgu augu lapām, 80% gadījumu izraisīja raksturīgu slimību. Vai varētu būt, ka slimību izraisošās baktērijas ir pārāk mazas? Ivanovskis sulu filtrē caur porcelāna filtru, kas, kā zināms, nelaiž cauri pat mazākajām baktērijām. Un atkal bez rezultātiem. D.I.Ivanovskis secina, ka tabakas slimību izraisa sīkas filtrējamas baktērijas, kuras nav saskatāmas ar optisko mikroskopu.

Dažus gadus vēlāk tabakas slimību cēloņus pēta nīderlandiešu mikrobiologs Martins Beijerinks un nonāk pie secinājuma, ka augus ietekmē... indīgs šķidrums, ko viņš nosauca par “vīrusu” (no latīņu valodas vīruss – inde ). Bet inde izrādījās ļoti dīvaina: jebkuras indes stiprums ir atkarīgs no tās koncentrācijas, bet Beijerinck vīruss jebkurā atšķaidījumā deva tādu pašu rezultātu. Un indes avots palika nezināms.

1932. gadā profesoram Vindelam Stenlijam (ASV) izdevās iegūt tējkaroti kristālu no tonnas skarto lapu. Berzējot veselīgu augu lapas ar šo kristālu šķīdumiem, viņš tos izraisīja raksturīgas slimības. Bet vai dzīvās būtnes var pārvērsties kristālos? Stenlijs secina, ka vīrusi nav dzīvas būtnes, bet gan olbaltumvielu molekulas.

Tikai septiņus gadus vēlāk, izmantojot elektronu mikroskopu, bija iespējams redzēt nenotveramo vīrusu.

Vīrusu struktūra

Visus vīrusus var uzskatīt par ģenētiskiem elementiem, kas ir ietērpti aizsargājošā proteīna apvalkā un spēj pāriet no vienas šūnas uz otru.

Atsevišķas vīrusu daļiņas - virioni - ir simetriski ķermeņi, kas sastāv no atkārtotiem elementiem. Katra viriona kodolā ir ģenētiskais materiāls, ko attēlo DNS un RNS molekulas. Pastāv liela šo molekulu formu dažādība: ir vīrusi, kas satur divpavedienu DNS cirkulārā vai lineārā formā; vīrusi ar vienpavedienu apļveida DNS; vienpavedienu vai divpavedienu RNS; kas satur divas identiskas vienpavedienu RNS.

Vīrusa ģenētisko materiālu (genomu) ieskauj kapsīds – proteīna apvalks, kas pasargā to gan no nukleāžu – enzīmu, kas iznīcina nukleīnskābes, darbības, gan no ultravioletā starojuma iedarbības.

Vīrusi - infekcijas izraisītāji

Neviens no zināmajiem vīrusiem nav spējīgs patstāvīgi pastāvēt. Tikai tad, kad tas nonāk šūnā, vīrusa ģenētiskais materiāls vairojas, pārslēdzot šūnu bioķīmisko konveijeru darbību uz vīrusu proteīnu ražošanu: gan vīrusa sabrukšanas replikācijai nepieciešamos fermentus - visu tā gēnu kopumu, gan proteīnus. no vīrusa apvalka. Šūnā nukleīnskābju un olbaltumvielu montāža notiek no daudziem viena vīrusa pēctečiem, kas tajā ir iekļuvuši.

Vīrusu izpēte ir ļāvusi ne tikai noskaidrot daudzu kopš seniem laikiem zināmu slimību cēloņus, bet arī atrast veidus, kā ar tiem cīnīties.

Nostājoties dzīvo organismu šūnās, vīrusi izraisa daudzas bīstamas slimības augi (tabakas, tomātu, gurķu mozaīkas slimība; lapu čokurošanās u.c.) un mājdzīvnieki (mutes un nagu sērga, cūku un putnu mēris u.c.), kas krasi samazina ražu un izraisa dzīvnieku masveida bojāeju.

Vīrusi izraisa cilvēkiem bīstamas slimības (masalas, bakas, poliomielīts u.c.). IN pēdējie gadi Viņiem ir pievienota vēl viena slimība - AIDS (iegūtā imūndeficīta sindroms).

Rīsi. 91. Stafilokoki un streptokoki strutas.

Rīsi. 92. Baktērijas uzbūve: 1. kapsula, 2. šūnu siena, 3. citoplazmas membrāna, 4. protoplasts, 5. zibens bazālais ķermenis, 6. zibens, 7. pili, 8. nukleoīds (DNS ķēde), 9. mezosomas, 10. ribosomas, 11. vakuoli un ieslēgumi.

Puscaurlaidīgā citoplazmas membrāna nodrošina vielu selektīvu iekļūšanu šūnā un izdalīšanos tajā vidi vielmaiņas produktus, kā arī veido ievilkšanu citoplazmā – lizosomās. Redox enzīmi atrodas uz lizosomu membrānām, un fotosintēzes baktērijām ir atbilstoši pigmenti, pateicoties kuriem tās spēj veikt mitohondriju, hloroplastu vai Golgi aparāta funkciju.

Plāna un elastīga šūnu siena, kas satur mureīns, piešķir baktēriju šūnai noteiktu formu, aizsargā šūnu saturu no nelabvēlīgu faktoru iedarbības ārējā vide un veic vairākas citas funkcijas. Daudzas sugas veido gļotādu kapsulu.

Šūnas centrālajā daļā ir kodols, satur vienu ķēdē noslēgtu DNS, kas kontrolē visu intracelulāro procesu normālu norisi un ir ģenētiskās informācijas nesējs. Baktērijās nukleoli netika atrasti. Nav arī mitohondriju, hloroplastu, Golgi kompleksa un citu visiem raksturīgu membrānu struktūru eikariotu šūnas. Tomēr baktēriju šūnas citoplazmā ir milzīgs skaits ribosomu (dažreiz līdz 20 tūkstošiem). Dažām ūdens un augsnes baktērijām, kurām nav flagellas, citoplazmā ir gāzes vakuoli. Regulējot gāzu daudzumu vakuolos, ūdens baktērijas var iegrimt ūdens stabā vai pacelties uz tās virsmu, un augsnes baktērijas var pārvietoties augsnes kapilāros.

Baktēriju šūnas rezerves vielas ir polisaharīdi (ciete, glikogēns), tauki, polifosfāti.

Lielākā daļa baktēriju ir bezkrāsainas, un tikai dažas (zaļās un purpursarkanās) citoplazmā satur pigmentus, piemēram, zaļo hlorofilu un sarkano fikoeritrīnu.

Baktērijas vairojas ar vienkāršs sadalījumsšūnas divās (93. att.). Vairošanās ar pumpuru veidošanu notiek kā izņēmums baktērijām. IN Nesen Dažām baktērijām ir vienkāršotas dzimumprocesa formas (piemēram, E. coli) (94. att.).

Rīsi. 93. Grampozitīvo un gramnegatīvo baktēriju dalījums.

94. att. F-faktora konjugācija un pārnešana: 1-replikācija, pārnešana (2) un 2. ķēdes sintēze (3). Zemāk ir baktēriju konjugācijas mikrogrāfs.

Seksuālais process atgādina konjugāciju, kurā ģenētiskais materiāls tiek pārnests no vienas šūnas uz otru tiešā kontaktā. Pēc tam šūnas tiek atdalītas. Seksuālā procesa rezultātā indivīdu skaits paliek nemainīgs, taču notiek to iedzimtības materiāla apmaiņa, tas ir, notiek ģenētiskā rekombinācija.

Nelielai baktēriju grupai raksturīga sporulācija. Šajā gadījumā baktēriju šūnā notiek vairāki bioķīmiski procesi: tajā samazinās brīvā ūdens daudzums, fermentatīvā aktivitāte, citoplazma ir saspiesta un pārklāta ar ļoti blīvu membrānu.

Sporas nodrošina spēju izturēt nelabvēlīgus apstākļus. Tie var izturēt ilgstošu žāvēšanu, karsēšanu virs 100 grādiem un atdzesēšanu līdz gandrīz absolūtai nullei. Normālā stāvoklī baktērijas ir nestabilas, ja tās tiek žāvētas, pakļautas tiešiem saules stariem, paaugstinātas temperatūras līdz 65-80 grādiem utt. Labvēlīgos apstākļos sporas uzbriest un dīgst, veidojot jaunu baktēriju šūnu.

Rīsi. 95.Sporas veidojošās baktērijas.

Neskatoties uz pastāvīgo baktēriju bojāeju, šie primitīvie organismi ir saglabājušies kopš seniem laikiem, pateicoties spējai ātri vairoties, veidot sporas, būt ārkārtīgi izturīgiem pret dažādiem vides faktoriem un būt plaši izplatītiem.

Pēc pārtikas veida Baktērijas iedala divās grupās: autotrofās un heterotrofās. Autotrofās baktērijas sintezē organiskās vielas no neorganiskām. Sintēzes reakcijas notiek ar enerģijas patēriņu. Atkarībā no tā, kādu enerģiju autotrofi izmanto organisko vielu sintezēšanai, izšķir foto- un ķīmiski sintētiskās baktērijas.

Pēc elpošanas veida(atbilstoši molekulārā skābekļa nepieciešamības pakāpei) baktērijas iedala trīs grupās:

Rīsi. 96. Mūsdienīgi skati mikroorganismi – nūjiņveida baktērijas un koki (mikrogrāfs).

Jautājumi:

1. Kāda ir baktēriju šūnas uzbūve?

2. Kā baktēriju šūna atšķiras no augu šūnas?

4. Kā baktērijas vairojas?

5. Kas notiek ar baktērijām, ja rodas nelabvēlīgi apstākļi?

§27. Cilvēkiem labvēlīgas baktērijas.

Mikroorganismiem ir liela nozīme cilvēkiem: pirmkārt, tāpēc, ka tiem ir svarīga loma biosfērā, un, otrkārt, tāpēc, ka tos var izmantot dažādiem mērķiem. Cilvēks arvien vairāk izmanto baktērijas, radot jaunas biotehnoloģijas. Biotehnoloģija lielā mērā ir parādā savus panākumus ģenētiķiem.

Rīsi. 97. Escherichia coli šūnas

Baktērijas un augsnes auglība.

Baktērijām ir svarīga loma augsnes auglībā. Pateicoties baktēriju dzīvībai svarīgajai aktivitātei, notiek mirušo augu un dzīvnieku organisko vielu sadalīšanās un mineralizācija. Iegūtais vienkāršais neorganiskie savienojumi ir iesaistīti vispārējā vielu ciklā, bez kura dzīvība uz zemes nebūtu iespējama. Baktērijas kopā ar ķērpjiem, sēnēm un aļģēm iznīcina akmeņus, tādējādi piedaloties sākotnējie posmi augsnes veidošanās procesi.

Īpaša loma dabā ir baktērijām, kas spēj fiksēt molekulāro slāpekli, kas nav pieejams augstākiem augiem. Apdzīvojot augsni, šādas baktērijas bagātina to ar slāpekli. Šajā grupā ietilpst mezgliņu baktērijas, kas apmetas uz pākšaugu saknēm. Caur saknes matiņiem iekļūstot saknē, tie izraisa spēcīgu sakņu šūnu vairošanos mezgliņu veidā. Sākumā baktērijas dzīvo no auga, un pēc tam tās sāk piesaistīt slāpekli ar sekojošu amonjaka veidošanos, un no tā veidojas nitrīti un nitrāti. Iegūtās slāpekļa vielas ir pietiekamas gan baktērijām, gan augiem. Turklāt daži nitrīti un nitrāti tiek izlaisti augsnē, palielinot tās auglību.

Noteku tīrīšana.

Baktērijām notekūdeņu attīrīšanas iekārtās ir gandrīz tāda pati loma kā augsnē. Viņi arī sadala organiskās vielas, pārvēršot tās nekaitīgos, šķīstošos neorganiskos savienojumos.

Mājsaimniecība notekūdeņi speciālās nostādināšanas tvertnēs iepriekš atdala šķidrajā daļā un dūņās, kuras pēc tam vairākos posmos apstrādā, izmantojot aerobās un anaerobās baktērijas.

Anaerobo baktēriju radītais metāns dažkārt tiek izmantots kā degviela notekūdeņu attīrīšanas iekārtu darbības mehānismiem. Pēc attīrīšanas tiek iegūts attīrīts šķidrums, kas tiek novadīts upēs.

Simbiotiskas baktērijas.

Zīdītāji un citi dzīvnieki nevar sagremot šķiedrvielas, jo tiem nav enzīma celulozes. Lielākā daļa pārtikas, ko ēd zālēdāji, ir šķiedra.

Tomēr simbiotiskās baktērijas un vienšūņi dzīvo to zarnās un sagremo šķiedrvielas. Trušiem šādas baktērijas dzīvo aklajā zarnā un aklā zarnā, govīm un aitām - spureklī. Netiešā veidā šīs baktērijas kalpo arī cilvēkiem, jo ​​tās pārtikā izmanto mājdzīvnieku gaļu.

Ar cilvēku vistiešāk saistīta ir viņa paša zarnu “mikroflora”. Daudzas baktērijas dzīvo zarnās, dažas no tām sintezē B vitamīnus un K vitamīnus.

Dažas baktērijas, kas dzīvo uz cilvēka ādas, aizsargā to no poligēnu organismu infekcijas.

Cilvēka baktēriju simbionti veido tā normālo mikrofloru. Tie dzīvo zarnās, uz ādas, uz gļotādām, nodrošinot vai nu aizsardzību (konkurētspējīgi neļaujot citām, kaitīgām baktērijām kolonizēt šīs vietas), vai arī piedaloties pārtikas sagremošanā un dažu cilvēkam nepieciešamo vitamīnu sintēzē. Mēs jau pieminējām cilvēka simbiontu coli. Kopumā cilvēka normālā mikroflorā ir aptuveni 500 baktēriju sugas. Ja jūs nogalināsit visas baktērijas uz cilvēka ādas vai zarnām, nekas labs no tā neiznāks. Normālās mikrofloras loma ir pētīta steriliem dzīvniekiem. Dzīvnieki (žurkas vai peles) tiek audzēti īpašos apstākļos, un viņi redz, kas ar tiem notiek, ja nav baktēriju. Jāpiebilst, ka viņi nedzīvo īpaši labi. Tātad visi īsts vīrietis- tas nav tikai Homo sapiens sugas pārstāvis, bet gan vesela dažādu organismu kolekcija.

Vīrusi, piemēram, herpes vīruss, var tikt pārnesti arī seksuāli. Herpes vīruss izraisa pūslīšu veidošanos uz ādas, kas piepildīta ar vīrusu daļiņām ("drudzis"). Iedzīvotāju vidū Rietumu valstis 70-90% ir inficēti ar herpes vīrusu, 30% ir izsitumi, bet 10% ir dzimumorgānu slimības formas. Seksuāli var pārnest cilvēka imūndeficīta vīrusus (izraisa AIDS – progresējošu imūndeficīta sindromu), B un C hepatītu (ietekmē aknas), papilomas vīrusus (izraisa ādas epitēlija pāraugšanu un kārpu veidošanos; daži veidi izraisa vēža attīstību).

Starp seksuāli transmisīvo slimību izraisītājiem agrāk nekā citi tika aprakstīti gonokoki, spirochete pallidum un eikariotu organisms Trichomonas. Ilgu laiku pacientam bija uroģenitālās infekcijas pazīmes, taču neviens no šiem trim patogēniem netika identificēts, un viņam tika diagnosticēts "nespecifisks uretrīts". Tomēr divdesmitā gadsimta otrajā pusē tika atrasti "nespecifiska" iekaisuma izraisītāji. Tajos ietilpst gardnerella, hlamīdijas, ureaplasma, mikoplazma un dažas citas sugas. To izraisītās slimības izceļas ar to, ka tām bieži ir maz simptomu, tās nesējs nepamana un progresē līdz. hroniska forma. Vismaz viens no šiem patogēniem ir sastopams 30-50% cilvēku, dažiem cilvēkiem (kuriem ir vairāki dzimumpartneri) var atrast veselu patogēnu “buķeti”. Līdz šim daži ārsti uzskata, ka šīs baktērijas ir nekaitīgas. Tas ir nepareizi, jau sen ir pierādīts, ka šīs baktērijas nav tikai patogēni uroģenitālās infekcijas, viens no visvairāk smagas komplikācijas kas ir neauglība, bet arī vairākas izplatītas slimības, vienkārši iedibinātās idejas mainās lēnām.

Gardnerella baktērija, kas izraisa gardnerelozi iekaisuma slimība uroģenitālais trakts - tika aprakstīts divdesmitā gadsimta vidū. Gardnerella ir nedaudz lielāka par gonokoku, un tai ir prokariotiem raksturīga struktūra. Preparātos, kas iegūti no pacientiem, reproduktīvā trakta epitēlija šūnas izskatās kā “piparētas”; Šie piparu graudi ir tieši gardnerellas. Tie izraisa arī uroģenitālā trakta iekaisumu, un lielākā daļa nopietnas sekasšāda slimība ir neauglība.

Pāriesim pie vīrusiem.

Vīrusi nav prokarioti. Dažreiz tie tiek izolēti atsevišķā valstībā, dažreiz tie tiek aprakstīti ārpus dabas valstībām. Ir zināmas problēmas ar vīrusu klasifikāciju, un pastāv strīdi par to, vai vīrusi jāuzskata par dzīviem vai nedzīviem. Iepriekš vīrusi tika uzskatīti par vienkāršākajiem organismiem, jo ​​tie ir mazākie un tajos ir vismazāk olbaltumvielu un DNS, un tika uzskatīts, ka visi pārējie organismi ir cēlušies no vīrusiem. Bet tagad, kad ir noskaidrots, ka vīrusi nevar dzīvot bez šūnas, nav pamata domāt, ka tie parādījās pirms šūnas. Acīmredzot vistuvāk patiesībai ir doma, ka vīrusi ir “run amok” gēni, t.i. tie ir gēni, kas kļuvuši autonomi un ieguvuši savu vairošanās sistēmu.

Neskatoties uz visām formas un izmēra atšķirībām, visi vīrusi veidojas līdzīgā veidā. Visi no tiem ir pārklāti ar proteīna apvalku un satur nukleīnskābi - RNS vai DNS. DNS var būt apļveida vai lineāra, RNS var būt vienpavedienu vai divpavedienu.

Apskatīsim vīrusa daļiņu struktūru, izmantojot herpes vīrusa piemēru. Vīrusa proteīna apvalks, ko sauc par nukleokapsīdu, ir veidots no olbaltumvielām un ir regulārs sešstūris. Apkārt ir apvalks, ko vīruss veido no šūnu membrānu gabaliņiem, kam ķermenis neuzbrūk, jo tās ir viņa paša šūnu membrānas. Tiesa, šīs membrānas ir inkrustētas ar vīrusu proteīniem, tāpēc imūnsistēma joprojām var atpazīt herpes vīrusu. “Ietīšana” membrānā ir veids, kā aizsargāt vīrusu. Olbaltumvielu sešstūra iekšpusē ir lineāra divpavedienu DNS molekula. Zemāk redzamajā attēlā labajā pusē ir redzama šūna, kas “piepildīta” ar nobrieduša vīrusa daļiņām. Herpes vīruss vairojas ādas epitēlija šūnās, bet vairojoties vīrusa daļiņas inficē nervus, un vīruss caur nervu iekļūst muguras smadzenēs. Tur vīrusa DNS tiek integrēts muguras smadzeņu sakņu šūnu genomā, tāpēc, inficējoties, cilvēks pārnēsā vīrusa DNS. To nav iespējams izārstēt mūžīgi, ja vien to neizņem kopā ar muguras smadzeņu šūnām. Laiku pa laikam genoma kopijas var sintezēt jaunu vīrusu DNS. Bet, ja cilvēka imūnsistēma darbojas labi, tad viņam ir antivielas, kas pasargā viņu no šī vīrusa. Šīs antivielas neļauj vīrusam izkļūt no slēptuves. Bet, kad imūnsistēma ir novājināta, piemēram, ar saaukstēšanos, antivielu titrs asinīs krītas, vīrusi atstāj muguras smadzeņu šūnas un pa nervu ceļo uz ādas epitēliju, un tur tas sāk vairoties. Tāpēc tulznas, kas parādās tajās vietās, caur kurām vīruss iekļuva organismā - visbiežāk uz sejas, uz lūpām - sauc par "saaukstēšanos".

Tuvs herpes vīrusa radinieks ir vējbakas vīruss. Cilvēks ar vējbakām saslimst vienu reizi mūžā, parasti bērnībā. Viss bērna ķermenis ir klāts ar herpetiskiem tulzniem; tad arī vējbakas vīruss iedzīvojas muguras smadzenes, un vīrusa aktivizēšanās izraisa nervu iekaisumu un ādas izsitumus, ko sauc par jostas rozi. Process ir diezgan sāpīgs un var atņemt cilvēkam darba spējas uz mēnesi.

Papilomas vīruss ir daudz mazāks, salīdzinot ar herpes vīrusu. Struktūra būtībā ir tāda pati. Tas tiek pārraidīts tiešā kontaktā, ieskaitot seksuālu kontaktu. Papilomas vīruss ir diezgan izplatīts; tas izraisa epitēlija proliferāciju (veidojas kārpas un papilomas). Daži šī vīrusa celmi ir onkogēni – tie izraisa dzemdes kakla vēzi sievietēm. Tas ir, tas ir seksuāli transmisīvs vēža veids. Tagad ir izstrādātas vakcīnas, lai pasargātu cilvēkus no šīs vēža formas.

AIDS vīruss

Zemāk esošajā attēlā ir parādīts cilvēka imūndeficīta vīrusa (HIV) modelis un fotogrāfija. Vīruss izraisa progresējošu imūndeficīta sindromu (AIDS). Vīrusa daļiņa satur vairākus proteīna apvalkus, kuru iekšpusē ir divas vīrusa RNS molekulas. Šis vīruss uzbrūk limfocītiem, šūnām, kas aizsargā organismu no infekcijas. Iznīcinot limfocītus, tas atņem cilvēku imūnā aizsardzība pret dažādas infekcijas. Tieši vienlaicīgas infekcijas vai audzēji, kas attīstās novājinātas imūnās aizsardzības dēļ, izraisa AIDS slimnieku nāvi.

Cilvēka imūndeficīta vīrusa dzīves cikls ir raksturīgs arī citiem vīrusiem, kas satur RNS un integrē savu RNS genomu saimnieka genomā.

Var izdalīt šādus posmus:

Vīruss pievienojas receptoriem uz šūnas virsmas.

Vīruss iekļūst šūnā ar šo receptoru palīdzību un “izģērbjas” - noņem proteīna apvalku no RNS.

Uz vīrusa RNS, izmantojot enzīmu reverso transkriptāzi (revertāzi), tas sintezē DNS kopiju uz RNS. Revertāze ir daļa no vīrusa daļiņas. Vispirms tiek sintezēta viena DNS virkne, pēc tam šajā kompleksā esošo RNS iznīcina RNāze, un tiek sintezēta otrā DNS virkne.

Vīrusa genoma DNS kopija nonāk kodolā un tiek integrēta šūnas genomā. Pēc tam vīruss tur var pastāvēt vairākus gadus, sevi nekādā veidā neizpaužot. To sauc par latento fāzi.

Transkripcija notiek uz vīrusa DNS, kas iegulta saimnieka genomā, un tiek sintezēti vīrusu proteīni. Tie izraisa procesus, kas nepieciešami, lai apstrādātu RNS un pārvērstu to formā, kas kļūst par daļu no vīrusa daļiņām. Pēc tam notiek infekciozo daļiņu salikšana.

Jaunas vīrusu daļiņas atstāj šūnas. Pēc zināmas proteīnu, kas veido variantus, transformācijas daļiņa kļūst infekcioza (“nogatavojas”), un cikls var atkārtoties.

Iespējamība inficēties ar HIV pēc vienreizējas iedarbības

Seksuāls kontakts (vaginālais, anālais, orālais) 1,0%

Asins un asins produktu pārliešana > 90%

Parenterāli (piesārņoti medicīnas un citi instrumenti) no 1,0% līdz 90%

Medicīniskā personāla traumas piesārņotu instrumentu dēļ< 0,5 %

Perinatāla (grūtniecība, dzemdības) infekcija no 2-5% līdz 30%

Aizsardzības līdzekļi.

Uroģenitālā trakta nebakteriālas infekcijas

Papildus bakteriālām infekcijām seksuāli tiek pārnestas arī slimības, ko izraisa eikariotu organismi - vienšūņi un sēnītes. Visbiežāk sastopamās seksuāli transmisīvās sēnīšu infekcijas ir kandidoze (strazds), ko izraisa Candida ģints rauga sēnīte.

Uroģenitālās sistēmas iekaisumu izraisa Trichomonas, vienšūnas vienšūņi. Tāpat kā visiem eikariotiem, Trichomonas ir kodols, bet, interesanti, tam nav mitohondriju. Enerģiju nodrošinošās Trichomonas organellas sauc par hidrogenosomām. Viņi izceļ molekulārais ūdeņradis un ir efektīvas skābekļa deficīta gadījumos, kad aerobā elpošana nav pieejama. Hidrogenosomas ir mitohondriju evolucionāri atvasinājumi, un to pierāda fakts, ka tajās tika atrasta DNS. Papildus Trichomonas tos satur daži citi vienšūņi.

Trichomonas spēj absorbēt citus mikroorganismus. Zemāk esošajā fotoattēlā redzams Trichomonas ar gonokokiem, ko tas ir notvēris. Tajā pašā laikā tas pasargā tos no antibiotiku iedarbības, tāpēc ārsts vienmēr ņem vērā, kāda patogēnu kombinācija tiek atklāta. Vispirms jums jāizārstē trichomoniāze un tikai pēc tam bakteriālas infekcijas.

Šīs infekcijas tiek ārstētas ar antibiotikām. Pirmā antibiotika tika izolēta no pelējuma sēnītes penicillum. Atklājums tika veikts pagājušā gadsimta 20. gadu beigās. Aleksandrs Flemings, laboratorijas asistents slimnīcā Londonā ( Nobela prēmija medicīnā 1945). Antibiotiku sauca par penicilīnu, tās lietošana izglāba daudzu cilvēku dzīvības. Penicilīns iedarbojas uz baktēriju membrānām. Tas pieder pie beta-laktāma antibiotiku klases. Šo antibiotiku molekula satur tā saukto laktāma gredzenu. Tas atdarina baktēriju šūnu sienas elementu, tāpēc fermenti, kas veido šūnu sienu, saistās ar antibiotikas molekulu un tiek inhibēti. Baktēriju šūnas sieniņā parādās “caurumi”, un šūna var vienkārši pārsprāgt. Šīs grupas antibiotikas ietver arī cefalosporīnus.

Citu grupu antibiotikas, tostarp tetraciklīns, bloķē dažādus proteīnu sintēzes posmus uz mRNS. Tie iedarbojas tikai uz mazām prokariotu ribosomām. Cilvēkiem, kā arī citos eikariotu organismos ribosomas ir lielas. Bet mitohondrijās ir prokariotu tipa ribosomas, un tāpēc šī antibiotiku klase bojā mitohondrijus. Parasti pirmie tiek ietekmēti vidusauss strādājošo šūnu mitohondriji, tāpēc kurlums var attīstīties kā komplikācija pēc ārstēšanas ar šādām antibiotikām. Ārstēšanas laikā nepieciešams ievērot ieteicamās zāļu devas, nevis lietot vairākas antibiotikas ar vienādām blakusparādībām vienu pēc otras.

Pretsēnīšu antibiotikas iedarbojas uz sēnīšu šūnu membrānu, jo sēnes ir eikarioti un ir grūti ietekmēt to ribosomas. To membrānas atšķiras no cilvēka šūnu membrānām, tāpēc to sintēzi var bloķēt.

Bibliogrāfija

M.V. GUSEVS, L.A. MINEEVA. MIKROBILOĢIJAS mācību grāmata augstskolu bioloģisko specialitāšu studentiem MASKAVAS UNIVERSITĀTES IZDEVĒJS 1992 (http://phm.bio.msu.ru/edocs/micro/index.html)

Informācija par STS (http://www.primer.ru/std/gallery_std/)

Mokeeva T.M. Seksuāli transmisīvās slimības. Bioloģija skolā, 1996, 2.nr.

"Zemiskā mīlestība", enciklopēdija "ABANTA", sējums "Cilvēks" (PDF, 274 Kb)

Lai sagatavotu šo darbu, tika izmantoti materiāli no vietnes http://bio.fizteh.ru

Daudziem nepākšaugu augiem, gan koksnes, gan krūmu, gan zālaugu augiem, ir arī sakņu dzinumi, kas spēj fiksēt molekulāro slāpekli. Slāpekļa fiksācija šādos gadījumos, tāpat kā pākšaugos, balstās uz simbiozi ar prokariotiem. Koku un krūmu veģetācijā mezgliņus visbiežāk veido slāpekli fiksējoši aktinomicīti, zālaugu veģetācijā - baktērijas. Vairumā gadījumu koku un krūmu simbionti ir ģints aktinomicīti Frenkija(49. att.). Tie ir aerobi organismi ar starpsienu micēliju, kas veido sporangijas.

Ir zināmas 17 kokainu un krūmu segsēklu ģintis, kas veidojas Frenkija mezgliņi. Viņi pieder pie ordeņiem Casuarinales, Coriariales, Fagales, Cucurbitales, Myricales, Rhamnales Un Rozāles. Starp augiem, kas ļoti efektīvi piesaista slāpekli, ir kazuarīns ( Kasuarīna), alksnis ( Alnus), smiltsērkšķi (Hip-pophae), vaskzāle šajā ziņā ir mazāk efektīva (Myrica) irbes zāle ( Dryas), sūcējs (Elaeagnus) un aitu slimību (Shepherdia).

Kokainu augu sakņu mezgliņi ir diezgan lieli, tie parasti veidojas uz sānu saknēm. Ir divu veidu mezgliņi - koraļļi (blīvi sakņu pinumi, kas sazaroti kā koraļļiem) un ar saknēm, kas aug caur mezgla daivām (vaļīgs sabiezinātu sakņu saišķis).

Rīsi. 49. Inficēšanās ar ģints aktinomicītu ietekme Frenkija alkšņa augšanai: A. B - inficēti augi Frenkija; b- neinficēts augs (nr.: S. O. Suetin) uz augšu. Pirmā veida mezgliņi tiek novēroti alksnī un smiltsērkšķos, otrais - kazuarīnā. Ir konstatēts, ka slāpekli fiksējošiem aktinomicītiem ir noteikta specifika augiem. Piemēram, viena grupa Frenkija inficē alksni, vaska un “saldo” papardi (componia), otrs – oleastri, smiltsērkšķus un aitu aitu.

Symbiont aktinomicīti spēj inficēt tikai sakņu garozas parenhīmas šūnas. Tāpat kā pākšaugu gadījumā, mikroorganisms caur sakņu matiņiem iekļūst saknēs no augsnes, kas rezultātā saritinās. Infekcijas vietā sakņu mata sieniņas sabiezē un šūnā iekļuvušās hifas pārklājas ar biezu apvalku. Hifām pārvietojoties gar sakņu matiņiem, apvalks kļūst plānāks, un ap hifām veidojas kapsula, ko, domājams, ražo gan augs, gan aktinomiests.

No sakņu matiem hifas iekļūst epidermā un sakņu garozā, izraisot sadalīšanos un hipertrofiju inficētās šūnas. Hifu bumbiņas parasti aizpilda augu šūnu centru, pie šūnu sieniņām notiek hifu galu izplešanās un dalīšanās, pēdējā gadījumā veidojas specifiskas struktūras, t.s. pūslīši(50. att.). Mezgliņos veidojas pākšaugu leghemoglobīnam līdzīga viela. Veģetācijas perioda beigās pūslīši noārdās, bet hifas paliek augu šūnās, inficējot

Rīsi. 50.Pūslīši, ko veido micēlijs Frenkija alkšņu mezglos (pēc: I. Gārdnera) pavasarī ievāc jaunus audus. Parasti simbiozē ar augiem, kas nav pākšaugi, slāpekļa fiksācijas enerģija, ko veic ģints aktinomicīti Frenkija vairāk nekā pākšaugu mezglu baktērijās.

Mezgli atrasti lielā zālaugu grupā – graudaugos, grīšļos, vībotnēs u.c. Šo augu mezgliņos tika identificētas mikrobu asociācijas, kas sastāvēja no divu vai trīs veidu mikroorganismiem, kurus pārstāvēja grampozitīvie un gram- negatīvas baktērijas. Konstatēts, ka mezgliņos notiek slāpekļa fiksācija, bet atsevišķu baktēriju loma tajā vēl nav noteikta.

Nesen no mezgliņiem uz nepākšaugiem - tropu krūms Trema orientalis(nātru ģimene) un tuvu tai Parasponia parviflora - Tika izolētas baktērijas, kas atrodas tuvu pākšaugu mezgliņu baktērijām. Šīs baktērijas spēj inficēt pākšaugus un veidot mezgliņus. Tie ir klasificēti kā Rhizobium. No mezgliņiem uz tropu krūmu lapām Paveta Un Psihotrija slāpekli fiksējošās baktērijas tika izolētas un iedalītas ģintī Klebsiella (Klebsiella rubacearum). Lapu mezgliņi arī bagātina augu ar slāpekli. Tāpēc Indijā, Šrilankā un citās valstīs lapas Paveta izmanto kā zaļmēslojumu.

Slāpekli fiksējošie simbionti bagātina augsni ar slāpekli šādā mērā: viengadīgie pākšaugi (pupas, sojas pupas, vīķi, pupas, zirņi, lēcas) gadā uzkrāj 40-110 kg/ha slāpekļa), daudzgadīgie pākšaugi (āboliņš, lucerna) - 150-220, tropiskie pākšaugi - Sesbania rostrata- no 324 (sausā sezona) līdz 458 (slapjā sezona), nepākšaugiem - 150-300 kg/ha slāpekļa gadā.