Серобактерии (Тиобактерии) — весьма разнородная группа прокариот, окисляющих восстановленные соединения серы.

К серобактериям относят многие фототрофные бактерии (пурпурные и зелёные серобактерии, некоторые цианобактерии), а также целый ряд нефотосинтезирующих (бесцветных серых) бактерий (с особенно низкой степенью родства, даже внутри родов)^[1]. Обитают в пресных и солёных водах. Изучение серобактерий послужило С. Н. Виноградскому основанием для установления хемосинтеза.

Особенности метаболизма

Энергию для синтеза органических веществ они получают, окисляя сероводород

или другие восстановленные соединения серы: сульфиды металлов, полисульфиды, тиосульфаты, политионаты, молекулярную серу.

Основным продуктом окисления соединений серы является сульфат. Некоторые серобактерии способны к неполному окислению — например, до элементарной серы. Некоторые из таких бактерии способны накапливать хлопья серы в клетках (p. Chromatiaceae) или вне клеток (рода из группы зелёных серных, p. Ectothiorhodospiraceae) и в условиях нехватки сероводорода окислять их дальше, до сульфата:

Промежуточными продуктами окисления являются тиосульфат (S₂O₃^2-), сульфит (SO₃^2-), тетратионат (S₄O₆^2-) ^[1].

Представители

Гамма- и бета-протеобактерии:

• р. Thiobacillus
• p. Thiomicrospira
• p. Thiosphaera
• p. Thermotrix
• p. Thiovulum
• p. Thiothrix
• p. Thioploca
• p. Thiobacterium
• p. Macromonas
• p. Beggiotoa
• p. Achromatium

Бактерии, способные к микролитотрофии с использованием восстановленных соединений серы или способные окислять соединения серы, не используя их в качестве источника энергии:

• p. Paracoccus
• p. Hyphomicrobium
• p. Alcaligenes
• p. Pseudomonas
• p. Hydrogenobacter

Пурпурные серобактерии:

• p. Chromatiaceae
• p. Ectothiorhodospiraceae

Зелёные серобактерии (филогенетически однородная группа, филум Chlorobi)^[2]:

• p. Clorobium
• p. Ancalochloris
• p. Chloroherpeton
• p. Pelodictyon
• p. Prosthecochloris

Представители из цианобактерий

Сульфидоокисляющие археи:

• р. Acidianus
• р. Sulfolobus ^[1]

Экология

Известны симбиозы сульфидокисляющих бактерий с трубчатыми червями и моллюсками, обитающими в донных гидротермах, а также с моллюсками, морскими ежами и другими беспозвоночными, обитающими на границе кислородной и бескислородной зоны литоральных илов.

Илы, содержащие серобактерий, применяют для очистки сточных вод от сероводорода (за счёт превращения его в сульфат), а также для выщелачивания сульфидных руд. Предлагают использовать для очистки стоков штаммы бактерий, окисляющие сульфид до элементарной серы - это решает проблемы необходимости аэрации (для аэробных серобактерий), утечки сероводорода в атмосферу (издержки аэрации), коррозии труб, закисления почв и активации фульфатредукторов в местах выхода сточных вод. Закисление почв, прежде богатых сульфидами, в результате деятельности сульфидокислителей бывает весьма значительным (до pH = 1), что делает такие почвы непригодными для растений. Также известны случаи коррозии бетонных конструкций (например, канализационных труб) с участием этих бактерий — бетон содержит серу, которую серобактерии окисляют до сульфата, что повышает концентрацию протонов в растворе у поверхности труб — что, в свою очередь, ведёт к растворению карбонатов, входящих в состав бетона, и к интенсивному разрушению труб^[1].

Примечания