Cyklus síry

Síra se objevuje na povrchu země v důsledku vulkanické aktivity ve formě sloučenin, navíc voda v některých zdrojích také obsahuje sirovodík. Cyklus síry se projevuje biologickými procesy, které jsou způsobeny mikroorganismy při rozkládání zvířat a rostlinných zbytků. Když se rozkládají bílkoviny obsahující aminokyseliny, včetně síry (cystein, cystin, methionin) a rozklad rostlinných silic, vytváří se sírovodík a merkaptan. Sírovodík se uvolňuje během redukce solí síry, síry a síry za účasti bakterií snižujících síru a podílí se také na cyklu síry.

Sírovodík ve skutečnosti není asimilován rostlinami a odpovídajícími zvířaty. Sírovodík oxiduje speciální sírové baktérie, což vede k tvorbě síranových solí, které jsou velmi snadno absorbovány rostlinami. Sloučeniny obsahující síru syntetizované rostlinami jsou také zahrnuty do cyklu síry v přírodě. Amoniací a bakterie snižující sírany uvolňují z nich sírovodík. Cyklus síry nastává na druhé straně vlivem sírových bakterií, oxidujícího sirovodíku.

Skupiny sírových bakterií

Serobaktérie jsou rozděleny do dvou skupin: bezbarvé a purpurové.

Bezbarvé formy představují:

1) všechny druhy Beggiatoa jsou dlouhé volně plovoucí nitě. Mezi nimi je největší ze všech bakterií;

2) některé druhy Thiothrix jsou dlouhé nepohyblivé vlákna, které se připevňují k podvodním předmětům;

3) několik druhů jednobuněčných bakterií - Thiophysa.

Všechny bakterie jsou autotrofy. Cirkulace síry přispívá k její akumulaci uvnitř buňky. V přírodních podmínkách se sírové bakterie nacházejí pouze na těch místech, kde se stále vytváří sirovodík a kde je k dispozici volný kyslík. Pohyb bakterií se vyskytuje v bakteriální desce. Cyklus síry v biosféře tlačí bakterie nahoru za kyslík a dolů za sirovodík. Vrstva bakterií v Černém moři se nachází v hloubce asi 200 m.

Oxidace sírových bakterií s kyslíkem probíhá ve dvou fázích. Zpočátku se oxidují na síru, která se usazuje v protoplazme buněk a používá se jako náhradní energetický materiál.

Pokud v médiu není dostatek sirovodíku, uložená síra se postupně oxiduje na kyselinu sírovou. Je neutralizován buněčnými hydrogenuhličitany a uvolňuje se zvenčí ve formě soli kyseliny sírové.

Cyklus síry se nedá dělat bez účasti purpurových sírových bakterií, obohacených pigmentovým bakteriopurpurinem, což jim dává různé odstíny červené barvy a fotosyntetický pigment bakteriochlorofyl.

Serobaktérie v přírodě jsou rozšířené. Žijí v sírných pramenech, stojatých vodách, bahně, půdě. Serobaktérie jsou autotrofy, asimilace oxidu uhličitého s využitím energie, která se vytváří během oxidace redukovaných sloučenin síry.

K bezbarvým serobakteriím patří thiobakterie, jako je Thiobacillus thioparus, Thiobacillus thiooxidans a další. Kromě sírovodíku a síry také oxidují thio sloučeniny, jsou autotrofy, nacházejí se v půdě v slaném a sladkovodním těle.

Cyklus síry je doprovázen regeneračními procesy způsobenými sírovými bakteriemi, které někdy v přírodě dosahují obrovských velikostí. V Černém moři v hloubce více než 200 m obsahuje tolik sírovodíku, že život tam úplně přestane. S akumulací sirovodíku v půdě zaplavenou vodou může život rostlin a zvířat zastavit.

Mikroskopy snižující síru tvoří léčící sírový kal z mnoha jezer kolem Pyatigorsku, ústí u Oděsy a Evpatorie. Tyto bakterie, když se uvolní sirovodík, se změní na černou masu koloidního hydrátu oxidu siřičitého, který impregnuje bahno nádrže. Koroze železa také dochází na základě jejich závady, což způsobuje poškození kanalizace a zavlažovacích trubek.

Serobaktérie se podílejí na biologické úpravě odpadních vod a jsou indikátory silné kontaminace půdy a vody v lidských sídlech.