Күкірт қосылыстарының өзгерістері
Күкірт қосылыстарының өзгерістері. Табиғаттағы күкірт айналымьгна физикалық, химиялық факторлармен қатар биологиялық процестерде әсер етеді.
Әдетте күкірт тірі организмдер цитоплазмасында кездеседі. Өсімдік қалдықтары мен жануарлар өлекселері ыдыраған ікезде, олардан кукірт бөлінеді. Қөбінесе күкірт күкіртті сутөк түрінде бөлінеді. Бүл қосылыстың түзілуі қүрамында күкірті бар белок заттарының ыдырауына байланысты. Белокты осындай өзгеріске үшырататын — шіріту бақтериялары. Оонымен катар күкірттің әр түрлі қосылыстары (5О2, 5О3, Н25) түрлі вулкандардың атқылауы кезінде газ күйін-де бөлініп атмоефераға таралады.
Топырақта түрлі биологиялық процестер әсерінен пайда болған сутегі қүрамында күкірті бар амин қышқылдарын тотықсызданды-рады да күкірт сутегін түзеді. Сонымен қатар күкірт сутегі күкірт және күкіртті қышқылдар түздарының сутегі ионының тотықсыз-дандырғыш әрекеті нәтижесінде пайда болады.
Мұндай отықсыздану қабілеті, әсіресе күкірт бактерияларынан байқалады. Олардың негізгі өкілдерінің біріне Спириллум десульфуриканс жатады. Ол үсақ спираль тәрізді таяқша бактерия (26-сурет). Соңғы жылдары жүргізілген зерттеулер күкірт бактерияларының негізінен екі түрі болатындығын анықтады. Оның біріншісі — вибрио, екіншісі — сло-ровибрио. Олар күрамында органикалық қышқылдар мен спирттер бар ортада жақсы өніп-өседі де күкірт қышқылының түздары — сульфаттарды оңай тотықсыздандырады. Бүл процесс ауасыз жерде өте қарқынды жүреді.
Егер ортада қант болмай орга-никалық қышкылдар немесе көміртегінің басқа қосылыстары болса, реакцияның бағыты өзгермегенмен одан шығатын заттардың арақатынасы бірдей болмайды.Осындай микробиологиялық лроцестің нәтижесінде топырақта немесе суда пайда болған күкірт сутегі тірі организмдерді уландырады. Күкірт сутегінің біртіндеп жиналуы нәтижесінде мүндай орталарда тіршілік бірте-бірте тоқталады. Мәселен, Қара теңіздің кейбір бөліктерінде 200 метр тереңдікте күкірт сутегінің көп жина-луынан тіршілік жойылып кеткен. Организмдер бір қалыпты тіршілік етуі үшін күкірт сутегінің күкірт қышқылына дейін тотығуы қажет. Сонда ғана күкірт сутегінің улылық қасиеті жойылып, өсім-діктердің сіңімді қосылысына айналады. Бүл процесс табиғатта үздіксіз жүріп жатады. Процестің жүруіне себепші болатын орга-низмдер — күкірт және тион бактериялары. Тион бактерияларының тек күкірт сутегі ғана емес, оонымен қатар күкірттің кейбір қосылыстарын, тіпті молөкула күйіндегі күкіртті тотықтыра алатын қабілеті бар. Жалпы күкірт сутегінің табиғатта айналымын төмен-дегі схема арқылы оңай түсінуге болады.
Күкірт бактерияларының күкірт сутегін тотықтыруы. Күкірт бактерияларын қазір екі үлкен топқа бөледі. Біріншісі — түссіз, екіншісі — боялған (қара қошқыл) күкірт бактериялары. Түссіз күкірт бактериялары суда тіршілік етеді. Олардың су астындағы заттарға бекінуіне көмектеоетін жіпше клеткалары болады. Боялған топқа қара-қошқыл күкірт бактериялары жатады. Олардын, клеткаларында қара-кошқыл түсті пигмент болады. Оны бактерио-пурпурин деп атайды. Соңғы кездегі зерттеулерге қарағаида бүл пигменттің өзі екі түрлі пигменттен түратыны аныкталды. Оның біріншісі — жасыл түсті бактериохлорин, ал екіншісі — қызыл түсті бактериоэритрин.
Қара-қошқыл күкірт бактериялары қажетті органикалық зат-тарды екі жолмен синтездейді. Бірінші жолы — хемосинтез, екін-шісі — фотосинтез. Фотосинтез процесі кезінде органикалық заттар түзіледі, сонымен қатар бактериялар оттегін қабылдайды. Күкірт сутегі көп орта анаэробты болатыны белгілі, әйткенмен фотосинтез процесі бұл бактерияларды оттегімен қамтамасыз еттгёсе, күкірт сутегі тотықсызданбаған болар еді. Қара-,қошқыл күкірт бактерияларының ішінде клеткасында күкірт жиналмайтын формалары да бар. Олар күкірт сутегін күкірт қышқылына дейін тотықтыра алмайды. Олар өздеріне қажетті органикалык заттарды табиғаттан алады. Сондықтан органикалық заттардың түзілуінде басты роль атқаратын фотосинтездің бүл бактериялар тіршілігінде елеулі маңызы жоқ. Фотосинтез бактерияларға қа-жетті оттегін алуына мүмкіндік береді.
Күкірт бактериялары табиғатта кең тараған. Олар ақпайтын суларда, бүлақтарда, дымқыл топырақта кап кездеседі.
Күкірт бактерияларының күкірт сутегін тотықтыруы екі сатыда жүреді. Алдымен күкірт сутегі молекула күйіндегі күкіртке дейін тотығады. Ол тамшы түрінде клетка цитоплазмасына жиналады. Ал екінші сатыда молекулалы күкірт оттегінің әсерінен күкірт қышқылына дейін тотығады. Бүл процесті төмендегі схема арқылы көрсетуге болады.
Н25 — 52 — Н25О — Н25О2 — Н25О3- Н25О4
Осы процестің кейбір кезеңдерінде сутегі ионының біразы көмір қышқылымен косылып, күкірт бактерияларының цитоплазмасын құрайтын органикалыіқ заттар түзеді. Күкірт бактерияларының қөмір кышқылын сіңіретінін дер кезінде С. Н. Виноградский дәлелдеген болатын. Бүдан кейінгі зерттеулер күкірт бактерияларының көміртегін көмір қышқыл газынан хемосинтез жолымен алатынын анықтады.
Тион бактерияларының күкірт қосылыстарын тотықтыруы. Тион
бактериялары күкірт сутегін, молекула күйіндегі күкіртті және асқа күкірт қосылыстарын күкірт қышқылына дейін тотықтыра лады, бірақ өз клеткасына күкірт жинамайды. Олар кермек және тұщы суларда, топырақта көп тараған. Әдетте тион бактериялары — спора түзбейтін өте ұсақ таяқшалар. Бүл микроорганизмдердің әсерінен яайда болған күкірт қышқылымен өсімдіктер қоректене алады. Кейде олар топырақтағы нашар еритін тұздардың жақсы ріп, өсімдікке сіңімді күйге айналуына себепші болады. Топыраққа рганикалық тыңайтқыш ретінде көң төккенде де сульфаттардың өлшері артатыны анықталған. Мәселен, екі ай ішінде көң төгілген пардың әрбір килограмында 130 миллиграмдай сульфат жиналса, бақылау вариантында осы уақыт ішінде ол небәрі 64 миллиграмға жеткені белгілі болды.
Күкірт бактерияларының барлығы да автотрофты организмдер, яғни денесіндегі органикалық заттарды иөмір қышқылынан күрай-ды. Бұған қажетті энергияны күкіртті тотықтыру кезінде алады.
Темірдің идрототығу
Топырақта күкірт
қышқылы түздарының —- сульфаттардың түзілуімен катар, бүған керісінше процестерде жүреді. Оны десуль-фофикация деп атайды. Әсіресе органикалық заттарға бай толы-рақтарда бүл құбылыс анық байқалады. Молекула күйіндегі күкірт те сульфофикация іқүбылысына үшырауы мүмкін. Қышқыл топырақтарда бұл қүбылыс тиобациллус тиооксиданс бактериясы-ның қатысуымен жүреді. Бұл — автотрофты организм.
