ХЕМОСИНТЕЗ

ХЕМОСИНТЕЗ (от хемо... и
синтез),
правильнее
- хемолитоавтотрофия, тип питания, свойственный нек-рым бактериям, способным
усваивать СОокисления не-органич. соединений. Открытие X. в 1887 (Виноградский
С.
Н.) существенно изменило представления об основных типах обмена веществ
у живых организмов. В отличие от фотосинтеза,
при X. используется
не энергия света, а энергия, получаемая при окислит.-восстановит, реакциях,
к-рая должна быть достаточна для синтеза аденозинтрифос-форной кислоты
(АТФ) и превышать 10 ккал/молъ.

Бактерии, способные к X., не являются единой
в таксономическом отношении группой, а систематизируются в зависимости
от окисляемого неорганич. субстрата. Среди них встречаются микроорганизмы,
окисляющие водород, окись углерода, восстановленные соединения серы, железо,
аммиак, нитриты, сурьму. Водородные бактерии -наиболее многочисленная
и разнообразная группа хемосинтез и рующих организмов; осуществляют реакцию
6Н+ 5Норганич. веществ. По сравнению с др. автотрофными микроорганизмами характеризуются
высокой скоростью роста и могут давать большую биомассу. Эти бактерии способны
также расти на средах, содержащих органич. вещества, т. е. являются миксотрофны-ми,
или факультативно хемоавтотроф-ными бактериями. Близки к водородным бактериям
карбоксидобакте-р и и, окисляющие СО по реакции 25СО + 12О+ Нокисляют сероводород, тиосульфат, молекулярную серу до серной к-ты. Нек-рые
из них (Thio-bacillus ferrooxidans) окисляют сульфидные минералы, а также
закисиое железо. Способность к X. у разнообразных водных серобактерий
остаётся
недоказанной. Нитрифицирующие бактерии окисляют аммиак до нитрита
(1-я стадия нитрификации) и нитрит в нитрат (2-я стадия). В анаэробных
условиях X. наблюдается у нек-рых денитрифицирующих бактерий, окисляющих
водород или серу, но часто они нуждаются в органич. веществе для биосинтеза
(литогетеротрофия). Описан X. у нек-рых строго анаэробных метанообразующих
бактерий по реакции 4Н+ 2Н

Биосинтез органич. соединений при X. осуществляется
в результате авто-трофной ассимиляции СОтак же, как при фотосинтезе. Энергия в виде АТФ получается от переноса
электронов по цепи дыхательных ферментов, встроенных в клеточную мембрану
бактерий (см. Окислительное фосфорилирование). Нек-рые окисляемые
вещества отдают электроны в цепь на уровне цитохрома с, что создаёт
дополнительный расход энергии для синтеза восстановителя. В связи с большим
расходом энергии хемосинтезирующие бактерии, за исключением водородных,
образуют мало биомассы, но окисляют большое кол-во неорганич. веществ.
В биосфере хемосинтезирующие бактерии контролируют окислит, участки круговорота
важнейших элементов и поэтому представляют исключительное значение для
биогеохимии. Водородные бактерии могут быть использованы для получения
белка и очистки атмосферы от СОМорфологически хемосинтезирующие бактерии весьма разнообразны, хотя большинство
из них относится к псевдомонадам, они имеются среди почкующихся и нитчатых
бактерий, спирилл, лептоспир, корп-небактерий.

Лит.: Кузнецов С. И., Микрофло"
ра озер и ее геохимическая деятельность, Л., 1970; ЗаварзинГ. А., Литотрофные
микроорганизмы, М., 1972; Каравайко Г. И., Кузнецов С. И., Голом-з и к
А. И., Роль микроорганизмов п выщелачивании металлов из руд, М., 1972.

Г. А. Заварзин.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я