HETEROTROFNE BAKTERIJE: ZNAČILNOSTI IN PRIMERI VRST - BIOLOGIJA - 2025

V heterotrofne bakterije , imenovane tudi organotrofas so mikroorganizmi, ki sintetizirajo svoje biomolekule iz zapletenih organskih spojin vsebujejo ogljik, vendar se lahko zajame različne anorganske snovi ogljik. Nekateri morajo parazitirati višje organizme, da bi preživeli.

Heterotrofne bakterije razvrščamo v fotoheterotrofe in hemoheterotrofe. Oba uporabljata organske spojine kot vir ogljika, vendar se razlikujeta v tem, da prvi uporabljajo svetlobo kot vir energije, drugi pa kemično energijo.

Slika na levi: urejen cikel heteotrofičnih in avtotrofnih bakterij. Slika na desni: Ilustrativni prikaz heterotrofnih bakterij. Vir: leva slika: Auto-and_heterotrophs.svg: Mikael Häggströmderivativno delo: Leptitidij / desno sliko: Pixabay. com

Heterotrofne bakterije so med drugim prisotne v številnih ekosistemih, kot so tla, voda, morski blatni sneg, ki med drugim sodelujejo v ekološkem ravnovesju. Najdemo jih lahko tudi za parazitiranje višjih organizmov, na primer rastlin, živali ali ljudi, bodisi kot patogene bodisi kot oportuniste v simbiotskem razmerju.

Značilnosti heterotrofnih bakterij

V naravi so opazili, da obstoj različnih vrst bakterij omogoča življenje ekosistemov, saj izdelke, ki jih ustvarijo eni, drugi uporabljajo v verigi. Te bakterije so strateško razširjene, skoraj vedno so stratificirane.

Na primer, videli smo, da se aerobne heterotrofne bakterije pogosto pojavljajo skupaj s cianobakterijami (fotoavtrotrofne bakterije, ki sproščajo kisik).

V tem smislu lahko aerobni heterotrofi in aerobni avtotrofi uporabljajo kisik, kar ustvarja anaerobne pogoje v globljih plasteh, kjer najdemo anaerobne bakterije.

Heterotrofne bakterije lahko razvrstimo v različne skupine glede na značilnosti, kot je vrsta goriva, ki jo uporabljajo za preživetje.

Sulforeduktazne bakterije

Gre za bakterije, ki lahko v anaerobnih pogojih zmanjšajo sulfat (sol ali estri žveplove kisline), ne da bi ga prisvojili. Uporabljajo ga le kot končni sprejemnik elektronov v dihalni verigi.

Te bakterije pomagajo pri razgradnji organskih snovi in ​​jih najdemo v različnih ekoloških nišah, kot so sladka voda, kanalizacijske vode, slane vode, vrelci in geotermalna območja. Tudi v žveplovih nahajališčih, naftnih in plinskih vrtinah, pa tudi v črevesju sesalcev in žuželk.

Hidrolazne bakterije

So anaerobne bakterije, ki razgrajujejo organske polimere (celulozo in hemicelulozo) na majhne molekule, da jih lahko absorbirajo celične membrane. Da bi to naredili, imajo sistem encimov, imenovanih hidrolaze (endocelulaza, ekskocelulaza in celobaze).

Po hidrolizi nastajajo različne organske kisline, kot so mlečna kislina, propionska kislina, ocetna kislina, butanol, etanol in aceton. Te se nato pretvorijo v plin metana.

Glive bakterije

Gre za bakterije, ki sodelujejo pri katabolični razgradnji dušikovih spojin v anaerobnih pogojih, pri čemer nastajajo spojine z neprijetnim vonjem, od tod tudi njihovo ime (gnusno). Ta proces ustvarja ogljik in dušik, ki ju potrebujeta za svoj razvoj.

Ne žveplovo rdeče bakterije iz družine

Za te bakterije so značilne ravne, gibljive bacile s polarnim flagelom. So fakultativni anaerobi: pri anaerobiozi izvajajo postopek fotosinteze, pri aerobiozi pa ne.

Te bakterije fotoasimilirajo veliko raznovrstnih organskih spojin, kot so sladkorji, organske kisline, aminokisline, alkoholi, maščobne kisline in aromatične spojine.

Zelene ne sulfurozne anoksigene bakterije

So nitaste bakterije, ki se lahko razvijejo kot fotoavtrotrofi, kemohetrofije ali fotoheterotrofi.

Stroge aerobne in fakultativne anaerobne bakterije

Tukaj vnesite različne vrste, ki so lahko del običajne mikrobiote višjih organizmov ali delujejo kot povzročitelji le-teh.

Razlike od avtotrofnih bakterij

Življenjski slog

Tako kemoheterotrofne kot hemoautotrofne bakterije uporabljajo kemično energijo za življenje. Vendar se razlikujejo po tem, da so hemoheterotrofi odvisni organizmi, saj morajo parazitirati na druge višje organizme, da dobijo organske spojine, potrebne za njihov razvoj.

Ta lastnost jih razlikuje od kemoavtrotrofnih bakterij, ki so popolnoma prosto živi organizmi (saprofiti), ki iz okolja jemljejo preproste anorganske spojine za opravljanje svojih življenjskih funkcij.

Fotoheterotrofi in fotoavtrotrofi so si podobni, ker oba uporabljata sončno svetlobo, da jo pretvorita v kemično energijo, vendar se razlikujeta v tem, da fotoheterotrofi absorbirajo organske spojine, fotoavtrotrofi pa z anorganskimi spojinami.

Habitat

Po drugi strani se hemoheterotrofne bakterije razlikujejo od hemoavtrotrofov v habitatu, kjer se razvijajo.

Kemoheterotrofne bakterije navadno parazitirajo višje organizme, da živijo. Po drugi strani lahko kemoavtrotropne bakterije prenesejo ekstremne okoljske pogoje.

V teh okoljih kemoavtrotrofne bakterije dobijo anorganske elemente, ki jih potrebujejo za življenje, snovi, ki so na splošno strupene za druge mikroorganizme. Te bakterije oksidirajo te spojine in jih pretvorijo v okolju bolj prijazne snovi.

Prehrana

Heterotrofne bakterije samo asimilirajo kompleksne organske spojine, ki so že nastale, da bi lahko sintetizirale biomolekule, potrebne za njihov razvoj. Eden izmed virov ogljika, ki ga te bakterije najbolj uporabljajo, je glukoza.

V nasprotju s tem avtotrofne bakterije preprosto potrebujejo vodo, anorganske soli in ogljikov dioksid, da dobijo svoje hranilne snovi. Se pravi, iz preprostih anorganskih spojin lahko sintetizirajo organske spojine.

Kljub temu, da heterotrofne bakterije ne uporabljajo ogljikovega dioksida kot vir ogljika niti kot zadnji sprejemnik elektronov, jih lahko ponekod uporabljajo v majhnih količinah za izvajanje karboksilacij v določenih anaboličnih in kataboličnih poteh.

Mikroskopska študija

V nekaterih ekosistemih je mogoče odvzeti vzorce za proučevanje populacije fotoavtrotrofičnih in fotoheterotrofnih bakterij. Za to se uporablja tehnika mikroskopije, ki temelji na epifluorescenci: uporabljajo se fluorohrom, kot sta primulin in vzbujevalni filtri za modro in ultravijolično svetlobo.

Heterotrofne bakterije s to tehniko ne obarvajo, medtem ko avtotrofi prevzamejo svetlo belkasto modro barvo, kar kaže tudi avtofluorescenco bakterioklorofila. Število heterotrofov dobimo tako, da odštejemo skupno število bakterij, zmanjšanih za avtotrofe.

Proizvodnja bolezni

V tem smislu bakterije, ki povzročajo bolezni pri ljudeh, živalih in rastlinah, spadajo v skupino kemoheterotrofnih bakterij.

Avtotrofne bakterije so saprofitne in pri ljudeh ne povzročajo bolezni, saj jim za preživetje višjih organizmov ni treba parazitirati.

Primeri heterotrofnih vrst bakterij

Fotoheterotrofi

Bakterije, ki spadajo v to skupino, so vedno fotosintetske, saj so ostali mikroorganizmi, ki si delijo to razvrstitev, evkariontske alge.

Žveplove bakterije so na splošno fotoavtrotrofne, včasih pa lahko rastejo fotoheterotrofno. Vendar pa bodo vedno potrebne majhne količine anorganskega materiala (H ₂ S), medtem ko so ne-žveplovi fotoheterotrofi.

Med fotoheterotrofnimi bakterijami najdemo nesulforozne rdeče bakterije, kot so bakterije iz družine Bradyrhizobiaceae, rod Rhodopseudomonas.

Po drugi strani so ne-žveplove zelene bakterije, pa tudi heliobakterije.

The

So fakultativni kemoavtrofi, to je, da običajno uporabljajo molekulski vodik kot vir energije za proizvodnjo organskih snovi, vendar so sposobni uporabiti določeno število organskih spojin za isti namen.

Kemoheterotrofi

Kemoheterotrofne bakterije, ki sodelujejo pri fiksaciji dušika

Bakterije iz družine Frankiaceae, skupina Rhizobiaceae in rodovi Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella in Clostridium. Ti mikroorganizmi sodelujejo pri fiksaciji elementarnega dušika.

Večina lahko to stori neodvisno, nekateri pa morajo vzpostaviti simbiotske odnose z rizobiaceae in stročnicami.

Ta postopek pomaga obnavljanju tal, pretvarjanju elementarnega dušika v nitrate in amonijak, ki so koristni, če so slednji v tleh v nizkih koncentracijah.

Rastline lahko absorbirajo nitrati in amonij, tako da so te bakterije izredno pomembne. Rhizobia so bakterije, ki se najpogosteje uporabljajo v kmetijstvu in so del bio-gnojil.

Kemoheterotrofne bakterije, ki sodelujejo v postopkih hidrolize in acidogeneze organskih snovi

Gnilobe kemoheterotrofnih bakterij

V to kategorijo spadajo vrste rodu Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani in C. tetanomorphum. Tudi nekatere vrste rodov Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus in Proteus so gnojne.

Fakultativne aerobne in anaerobne kemoheterotrofne bakterije

Tu najdemo vse bakterije, ki povzročajo nalezljive bolezni pri ljudeh in živalih. Tudi tiste, ki so del običajne mikrobiote.

Primeri: družine Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, družine Pseudomonadaceae, med drugimi.

Reference

1. González M, González N. Priročnik medicinske mikrobiologije. 2. izdaja, Venezuela: Direktorat za medije in publikacije Univerze v Carabobu; 2011
2. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Anaerobne bakterijske procese, ki izvajajo in prispevajo k trajnosti planeta. Nova, 2015; 13 (24): 55–81. Dostopno na: Dostopno od: http://www.scielo.org
3. Fakultativne bakterije. (2019, 6. maja). Wikipedija, prosta enciklopedija. Datum posvetovanja: 06:53, 8. maj 2019 z es.wikipedia.org.
4. Bianchini L. Mikrobiologija okolja. Razvrstitev in filogenija heterotrofnih bakterij. 2012. Višja tehnika ravnanja z okoljem.
5. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Avtotrofne in heterotrofne bakterije, povezane z blatnim morskim snegom na grebenih s celinskim odtokom. Univ. Sci. 2015, 20 (1): 9-16.