Поиск

Окисление закисного железа микроорганизмами
20.10.2012

Основную роль в аккумуляции железа играют, видимо, гетеротрофные виды, обладающие способностью не только разлагать комплексы, но одновременно окислять закисное железо и откладывать окисную форму на поверхности клеток. Интенсивное концентрирование окисного железа наблюдается в почвах под влиянием видов Pedo microbium. Колонии данного вида на агаризованных средах с органо-минеральным гелем фульвокислот покрываются сначала рыхлыми, а потом постепенно уплотняющимися мощными железистыми отложениями.
При культивировании Р. ferrugineum даже при очень широких отношениях между полуторными окислами и углеродом в органоминеральных комплексах мы всегда наблюдали появление мощных железистых отложений даже на самых мелких и молодых колониях этого вида. Развивавшиеся на той же среде колонии Seliberia stellata — микроорганизма, не окисляющего железа, долгое время оставались бесцветными и только по мере старения приобретали желтоватую окраску, обусловленную накоплением железа.
Процесс окисления железа представителями Pedomicrobium был изучен Р. Хиршем, установившим, что железистые отложения появляются обычно на наиболее старых участках гиф, в то время как молодые активно растущие части клеток свободны от железа. Начальными очагами окисления и накопления железа оказываются определенные дискретные участки гиф, находящиеся друг от друга на расстоянии нескольких микронов. Клеточная стенка на этих участках, по мнению автора, непрочная. Именно в этих точках при плазмолизе, механическом воздействии или влиянии других неблагоприятных факторов нарушается ее целостность. В качестве рабочей гипотезы автор высказал предположение, что в этих местах в результате выделения клетками щелочных продуктов обмена или продуктов автолиза локально изменяется pH, что дает толчок для начала процесса окисления закисного железа и осаждения его на клетках в виде гидроокиси. В дальнейшем процесс развивается уже абиогенным путем. Автор не отрицает, однако, возможности и другого объяснения механизма данного процесса, основанного на предположении о наличии специфического каталитического материала на поверхности клеточной стенки. Однако реакция окисления, по мнению Р. Хирша, вряд ли может иметь для Pedomicrobium физиологическое значение и, по всей вероятности, не используется в энергетических целях.
Несмотря на способность видов Pedomicrobium развиваться на лабораторных средах, не содержащих железа, мы полагаем, что для обитающих в почвах штаммов Pedomicrobium органо-минеральные комплексы гумусовых веществ служат тем привычным естественным субстратом, за счет которого они часто развиваются в природе. Показательно, что в наибольших количествах Pedomicrobium обнаруживался нами в подзолистых почвах и подзолах с железисто-гумусовыми иллювиальными горизонтами.
Независимо от того, каков биохимический механизм окисления и накопления железа у видов Pedomicrobium, они играют важную роль в аккумуляции трехвалентного железа, особенно в почвах; гумидных районов. Представители данного рода обнаруживались. Л.Н. Щаповой и Тен Хак Муном в почвах Дальнего. Востока, Е.В. Самбуровой — в почвах Восточной Сибири, а нами — в почвах подзолистой зоны и влажных субтропиков Кавказа. Р. Хирш, выделявший культуры Pedomicrobium из природных вод, относит его к микроорганизмам-убиквистам. Следовательно, представители этого рода широко распространены в природе и активно участвуют в концентрировании железа.