Клубеньковые бактерии – симбиотические организмы, фиксирующие азот

Клубеньковые бактерии представляют собой микроорганизмы, которые относятся к роду Rhizobium (дословно с греч. – "живущие на корнях"). Они внедряются в корневую систему растения и там живут. При этом они не являются паразитами, т. к. не только бактерии, но и сам представитель флоры получает пользу. Такое взаимовыгодное существование организмов называется симбиозом. В данном случае растения дополнительно получают атмосферный азот, который "ловят" микроорганизмы, а сами бактерии – углеводы и минеральные вещества. Бытует мнение, что данные прокариоты поселяются в корнях только представителей семейства бобовых, однако это не так. Существуют и другие растения, корни которых служат местом обитания клубеньковых прокариот – например, ольха, вейник лесной и т. д.

Для организмов рода Rhizobium характерна полиморфность, т. е формы бактерий очень разнообразны. Данные микроорганизмы могут быть подвижными и неподвижными, иметь форму кокка или палочки, нитевидную, овальную. Чаще всего молодые прокариоты имеют палочковидную форму, которая с ростом и возрастом изменяется за счет накопления питательных веществ и обездвиживания. В своем жизненном цикле микроорганизм проходит несколько стадий, о которых можно судить по его внешнему виду. Изначально это форма палочки, затем так называемой "опоясанной палочки" (имеет пояски с жировыми включениями) и, наконец, бактериод – крупная неподвижная клетка неправильной формы.

Клубеньковые бактерии обладают специфичностью, т. е. они способны поселяться только у

определенной группы или вида растений. Это свойство у микроорганизмов сформировалось генетически. Также важной является и эффективность – способность накапливать атмосферный азот в достаточном количестве для своего растения-хозяина. Данное свойство не является постоянным и может изменяться из-за условий обитания.

О том, как клубеньковые бактерии попадают в корень, нет единого мнения, однако существует ряд гипотез о механизме их проникновения. Так, некоторые ученые считают, что прокариоты внедряются в корень через повреждения его тканей, а другие говорят о проникновении через корневые волоски. Также существует ауксинная гипотеза – предположение о клетках-спутниках, которые помогают бактериям внедряться в клетки корня.

Само же внедрение происходит в две фазы: сперва – инфицирование корневых волосков, затем – образование клубеньков. Длительность фаз различна и зависит от конкретного вида растения.

Значение бактерий, которые способны фиксировать азот, велико для сельского хозяйства, т. к. именно эти организмы могут повышать урожайность. Из данных микроорганизмов готовят бактериальное удобрение, которое используют для обработки семян бобовых, что способствует более быстрому инфицированию корней. Различные виды семейства мотыльковых при посадке даже на бедных почвах не требуют дополнительного внесения азотных удобрений. Так, 1 га бобовых «в работе» с клубеньковыми бактериями в течение года переводит в связанное состояние 100-400 кг азота.

Таким образом, клубеньковые бактерии – симбиотические организмы, которые очень важны не только в жизни растения, но и круговороте азота в природе.