COMPONENTELE MEDIULUI BIOTIC

B. Componentele mediului biotic (1. p. 42-57; 2. p. 502 u.)

Mediul biotic este alcatuit din totalitatea vietuitoarelor care ne înconjoara. Acest mediu va diferi dupa conditiile fizice în care ne aflam; atât dupa conditiile create de natura cât si dupa cele create de om. Într-un anumit loc vor fi dominante anumite specii, alcatuind biocenoze sau biomuri specifice. Biosfera cuprinde însa toate vietatile existente pe pamânt, unele specii fiind pe cale de disparitie, altele pe cale de devenire.

Sa analizam pe scurt regnurile si rolul lor în ecosisteme.

7. Regnul ProcariotES.

Procariotele domina ca numar biosfera. Numarul lor depaseste numarul tuturor eucariotelor la un loc. Numarul organismelor procariote din gura sau de pe pielea unui 646k105g om, sau dintr-un pumn de tarâna depaseste numarul total al oamenilor care traiesc pe pamânt si care au trait vreodata. Un exemplu de procariota în fig.7.1.

7.1. Conditii si mod de viata

Oriunde exista viata, sunt prezente si procariotele. Ele rezista în conditii extreme de temperatura, presiune, concentratii saline, pH, la care nu rezista nici o eucariota. În cei 3,5 miliarde de ani de la începuturile viatii s-au diversificat si s-au înmultit mai mult decât oricare alt regn. Cu toate ca sunt cele mai mici vietati, impactul lor asupra vietii pe pamânt este enorm. Nu le luam în seama fiindca sunt foarte mici. Ne aducem aminte ca exista atunci când ne trezim cu boli infectioase, dar numarul speciilor periculoase este infim în raport cu cele utile vietii pe pamânt în general, si omului în special. Ele reprezinta cea mai importanta veriga de reciclare a materiei. Descompunatorii, care cuprind unele specii procariote, întorc elementele necesare vietii din vietatile moarte, în mediul anorganic, pentru a servi drept hrana plantelor si altor eucariote. Procariotele sunt singurele care asigura reciclarea unor elemente anorganice: Fe, S, N, si H. Fara procariote n­-ar exista eucariotele. Invers,

Fig. 7.1. Exemplu de celula procariota (2,106)

procariotele ar putea trai fara eucariote, asa cum au facut-o timp de 2 miliarde de ani, de la începuturile vietii, pâna la aparitia eucariotelor (în urma cu 1,5 miliarde de ani).

ADN-ul, în cantitate de circa 1000 ori mai mica decât la eucariote, se afla sub forma de fibre într-o regiune nucleoida (fig.7.1), fara a avea o membrana, ca la eucariote. Manunchiul de fibre de ADN reprezinta un fel de cromozom primitiv, numit uneori "genofor". În plus ADN-ul poate fi gasit si în afara regiunii nucleoide, sub forma de cicluri mai mici (decât cele din genofor), care se pot replica independent.

Unele celule pot sa se miste cu forte proprii cu ajutorul unor excrescente, "flageluri". Acestea pot deplasa celula prin onduire. Miscarea flagelara este cea mai comuna printre procariote. La procariotele spiralate miscarea se asigura prin rotire ca un tirbuson. Mai rar se întâlneste miscarea asigurata prin secretarea unor substante lubrifiante care asigura alunecarea pe suprafetele pe care se misca sau în interiorul lichidelor viscoase.

transformarea, prin care gene sunt preluate din mediul înconjurator,

conjugarea, prin care genele se transfera direct de la o celula la alta print-un canal format de un cil care uneste temporar cele doua celule, si

traducerea, în care genele se tranfera prin intermediul virusilor.

Fotoautotrofe, care folosesc fotosinteza pentru a extrage carbonul din CO₂ (vezi fig. 7.2.);

Chemoautotrofe, obtin C din CO_2, folosind surse chimice de energie;

Fotohetertrofe, care folosesc lumina pentru obtinerea ATP-ului, dar folsesc substante organice ca sursa de carbon;

Chemoheterotrofe, care consuma molecule organice, atât ca sursa de energie, cât si ca sursa de carbon. În aceasta categorie intra majoritatea procariote- lor care absorb substantele nutritive din materie organica moarta (microorganismele saprofite) sau paraziteaza organisme vii (bacterii parazite).

Fig. 7.2. Membrane

specializate la procariote. a) Pliurile membranei plasmatice servesc ca membrane respiratorii, echivalentul mitocondriilor de la eucariote. b) Mebranele tilacoide din Cianobacterii au rolul cloroplastelor din eucariote (2,507).

Fig. 7.3. Doua mecanisme ipotetice ale originii metabolismului, unul chemo-heterotrofic (a), în care celula utilizeaza ATP si substante organice gata preparate, din mediul abiotic, si altul chemoautotrofic (b), în care celula îsi prepara singura ATP pe o cale chemoosmotica simpla. Carbonul provine din CO₂ (2,510).

7.5. Bacteria (Domeniul bacteriilor)

Citoplasma bacteriilor este lipsita de membrane interne, nu au mitocondrii sau cloroplaste, dar au ribozomi. Exceptie reprezinta cianobacteriile, care au membrane interne, asa numitele membrane tilacoide, structuri membranoase implicate în fotosinteza, si unele bacterii aerobe, care dispun de membrane respiratorii, formate din pliuri ale membranei plasmatice (vezi fig. 7.2).

Bacteriile au un perete celular alcatuit din peptidoglicani, care confera rigiditate celulei si nu permite schimbari ale formei acesteia, facând imposibila înghitirea de particule solide (fig. 7.7). Nutritia bacteriilor se face prin consumul unor molecule organice sau anorganice, continând elementele biogene (C, N, S, P etc.), absorbite prin peretele celular si membrana plasmatica.

Sub peretele celular se afla membrana plasmatica, cu permeabilitate selecti-va, compusa în principal dintr-un strat dublu de fosfolipide, moleculele având partea hidrofoba (restul de hidrocarbura a acizilor grasi din compozita lor) fata în fata, spre exteriorul si spre interiorul celulei fiind orientate capetele hidrofile (-O-PO₃H^-). Membrana este strabatuta din loc în loc de molecule de protide, iar la suprafata are si molecule de hidrati de carbon. Acest tip de bacterii sunt Gram-pozitive (se coloreaza în violet cu reactivul continând iod, un colorant rosu si unul violet), peretele celular format din peptidoglicani, retinând colorantul violet. Alte specii au peretele celular format dintr-un strat foarte subtire de peptidoglicani, învelit într-o a doua membrana plasmatica - membrana exterioara - care se coloreaza în rosu (bacterii Gram-negative). Lipopolizaharidele de la suprafata acestor bacterii sunt deseori toxice (bacteriile Gram-negative sunt în general mai periculoase, decât cele Gram-pozitive). Vezi fig. 7.2.

Fig. 7.6. O celula de procariota înconjurata de cili. Acesti cili servesc printre altele la aderarea de suprafete sau de alte celule si au si rolul de canale de transfer a ADN în cursul conjugarii (2, 504).

Fig. 7.7. Structura peretelui celular si al membranei plasmatice (2, p.505)