Меню сайта

Последние новости

Причина отравления вод океана.

Американские ученые из штата Мичиган полагают, что в качестве главной причины отравления вод Мирового океана ртутью являются бактерии.

Секрет выживания лягушек.

Американским ученым удалось выяснить, как лягушкам удается продолжать жить даже после глубокой заморозки.

Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.




Потребность в кремнии живыми организмами и растениями
Материалы по биологии и химии / Выделение и изучение силикатных бактерий / Потребность в кремнии живыми организмами и растениями
Страница 1

Научная история роли кремния в жизненных процессах началась в 1789 году, когда датчанин П. Абильгард выделил кремнезем из тела морских губок. Шло время, включались в работу все новые и новые исследователи, и кремний был найден почти во всех растениях и животных. Большинство этих живых существ принадлежит к древнейшим классам простейших, обитающих главным образом в морской воде. Это простейшие растения - диатомовые водоросли и силикофлагелляты - и низшие животные - фораминиферы, радиолярии, кремневые губки и солнечники.

Все они, а также многие другие простейшие организмы, на которые приходится львиная доля фито - и зоопланктона, извлекают кремний из морской воды и складируют его в основном в своих твердых тканях (кремнеземистые панцири, скелеты). В начале нашего века шотландские океанографы Д. Меррей и Р. Ирвин, размышляя во время своего длительного морского путешествия об источнике питания диатомей, предположили, что те поглощают кремний из мельчайших частиц глинистой мути, взвешенной в соленой океанской воде. Возвратившись из плавания, они экспериментально доказали, что диатомеи действительно разлагают глину, извлекая из нее кремнезем.

Кремний им необходим не только для панциря, но и для размножения, синтеза ДНК. Если нет кремния, синтез ДНК замедляется в десять-двадцать раз. При добавлении в воду силиката натрия немедленно начинается бурный синтез ДНК и процессы клеточного деления. При экспериментальном выращивании некоторых диатомовым водорослей в бескремниевой среде выяснилось, что они могут построить панцирь из пектиноподобного органического вещества. Значит, у диатомей есть некий тонкий адаптационный механизм, по-видимому, древнего происхождения, который в необходимых случаях весьма просто решает проблему «кремний или углерод». Появление такого механизма в далекие от нас эпохи могло быть одним из узловых пунктов эволюции.

Полимеразы и другие связываемые ДНК протеины образуются в тельце диатомей лишь в присутствии кремния. Зато большинство белков, если не все остальные, могут появиться только во время кремниевого голодания. Так или иначе, но ортокремневая кислота в обмене веществ диатомовых водорослей играет роль первой скрипки: она усиливает синтез аминокислот и белков, локализованных в хромосомах и хлоропластах, регулирует дыхании синтез хлорофилла.

Использование кремния диатомеями, по-видимому, неразрывно связано с циркуляцией калия. Во всяком случае, если в воде нет калия, а на улице ночь, поглощение Si(ОН)4 почти совсем прекращается, а при солнечном свете замедляется более чем на треть.

Кремний в грибах, лишайниках и бактериях.

Еще в прошлом столетии предположили, что кремний нужен грибам. Во всяком случае, в их золе было найдено до 10% кремнезема.

Лишайники тоже хорошо себя чувствуют, произрастая на голых камнях и скалах, в жарких тропиках, в холодной тундре и высоких горах, где нет другой растительности. Они внедряются в горные породы и минералы механически и химически. Их гифы, проникнув по трещинам в скалы, отщепляют от них мелкие кусочки, которые потом химически разрушаются выделяемыми лишайником органическими кислотами. Из горной породы лишайники извлекают минеральные вещества, в том числе и кремний. Количество усвоенного кремния зависит как от вида лишайника, так и от состава горной породы, которой он питается.

Еще более скудное меню у автотрофных бактерий, источником питания которых служат лишь одни неорганические вещества. Так называемые силикатные бактерии усваивают азот из атмосферы и фосфор из фосфорсодержащих минералов, а кремний - из кремнезема, силикатов и алюмосиликатов.

На рубеже ХIХ и ХХ столетий наши соотечественники М. Егунов и Г. Надсон наблюдали образование кремнезема, выделяемого бактериями: на стенках пробирок из озерного или вырастала тонкая пленка кремнезема. Чуть позже, в 1912 г. немецкий исследователь К. Бассалик в кишечнике дождевых червей обнаружил бактерии, разрушающие алюмосиликаты с образованием кремнезема. Такие же бактерии потом были найдены и в желудочно-кишечном тракте некоторых насекомых, обитающих в песке.

Выносливость силикатных бактерий превыше всяких похвал. Они, например, не теряют жизнеспособность при морозе в - 40 0С и после нагревания до 150-160 0С, им нипочем длительное солнечное облучение. Такая жизнестойкость, очевидно, была палочкой-выручалочкой в те времена, когда на земной суше почти не было органических источников питания, а в атмосфере витали лишь крохи кислорода и озона, защищающего все живое от губительного ультрафиолета и космических лучей.

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Нанотехнология
Введение Нанотехнология - междисциплинарная область фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с совокупностью теоретического обоснования, практических методов исследо ...

Общая характеристика эмбрионального развития
Введение Эмбриология (от древнегреческого эмбриональное (внутриутробное) развитие человека длится примерно 266 (280) дней. В течение этого времени из исходной одной клетки образуется ...

Изучение пространства и времени
Введение В механистической картине мира понятия пространства и времени рассматривались вне связи со свойствами движущейся материи. Пространство в ней выступает в виде своеобразного вм ...