- značilnosti
- Habitat
- Delovanje v okolju
- Razvrstitev
- Kemoavtrotrofi
- Kemoheterotrofi
- Vrste kemotrofnih bakterij
- Brezbarvne bakterije žvepla
- Dušikove bakterije
- Železne bakterije
- Vodikove bakterije
- Reference
V chemotrophs ali Kemosintetičen skupina organizmov za preživetje nižjih anorganske spojine, ki se uporabljajo kot je surovina, iz katere Pridobiti energije za kasnejšo uporabo tako pri presnovi dihal.
Ta lastnost, ki jo imajo ti mikroorganizmi za pridobivanje energije iz zelo preprostih spojin za tvorjenje kompleksnih spojin, je znana tudi kot kemosinteza, zato te organizme včasih imenujemo tudi kemosintetika.
Nitrobacter je rod hemotrofnih bakterij
Druga pomembna lastnost je, da se ti mikroorganizmi od ostalih razlikujejo tako, da rastejo v strogo mineralnih medijih in brez svetlobe, zato jih včasih imenujemo kemolitrofi.
značilnosti
Habitat
Vroči izviri, habitat kemosintetskih bakterij
Te bakterije živijo tam, kjer prodre manj kot 1% sončne svetlobe, to je, da uspevajo v temi, skoraj vedno ob prisotnosti kisika.
Vendar so idealno mesto za razvoj kemosintetskih bakterij prehodne plasti med aerobnimi in anaerobnimi pogoji.
Najpogostejša najdišča so: globoki sedimenti, okolica podmorskih reliefov ali na podmornicah, ki se nahajajo v srednjem delu oceanov, znani kot grebeni srednjega oceana.
Te bakterije so sposobne preživeti v okolju z ekstremnimi pogoji. Na teh mestih so lahko hidrotermalni odprtine, iz katerih priteka vroča voda ali celo izliv magme.
Delovanje v okolju
Ti mikroorganizmi so v ekosistemu bistvenega pomena, saj strupene kemikalije, ki izhajajo iz teh zračnikov, pretvorijo v hrano in energijo.
Zato imajo kemosintetski organizmi temeljno vlogo pri obnavljanju mineralne hrane in tudi pri reševanju energije, ki bi jo sicer izgubili.
Se pravi, da spodbujajo vzdrževanje trofične ali prehranske verige.
To pomeni, da spodbujajo prenos prehranskih snovi skozi različne vrste biološke skupnosti, v katerih se vsaka prehranjuje s prejšnjo in je hrana za naslednjo, kar pomaga ohranjati ekosistem v ravnovesju.
Te bakterije prispevajo tudi k reševanju ali izboljšanju nekaterih ekoloških okolij, onesnaženih zaradi nesreč. Na primer na območjih razlitja nafte, torej v teh primerih te bakterije pomagajo obdelati strupene odpadke in jih pretvoriti v varnejše spojine.
Razvrstitev
Kemosintetski ali hemotrofni organizmi so razvrščeni v hemoavtrotrofe in hemoheterotrofe.
Kemoavtrotrofi
Kot vir ogljika uporabljajo CO 2 , ki se asimilirajo skozi cikel Calvin in pretvorijo v celične sestavine.
Po drugi strani pa dobimo energijo iz oksidacije znižanih enostavne anorganske spojine, kot so: amoniak (NH 3 ), dihidrogencitrat (H 2 ), dušikov dioksid (NO 2 - ), vodikov sulfid (H 2 S), žveplo (S), žveplov trioksid (S 2 O 3 - ) ali železov ion (Fe 2 + ).
To pomeni, da ATP nastane z oksidativnim fosforilacijo med oksidacijo anorganskega vira. Zato so samozadostni, za preživetje ne potrebujejo drugega živega bitja.
Kemoheterotrofi
Za razliko od prejšnjih pridobivajo energijo z oksidacijo kompleksnih reduciranih organskih molekul, kot so glukoza z glikolizo, trigliceridi z beta oksidacijo in aminokisline z oksidativno deaminacijo. Na ta način pridobijo molekule ATP.
Po drugi strani kemoheterotrofni organizmi ne morejo uporabljati CO 2 kot vir ogljika, kot to lahko storijo kemoavtrotrofni organizmi.
Vrste kemotrofnih bakterij
Brezbarvne bakterije žvepla
Kot pove že njihovo ime, gre za bakterije, ki oksidirajo žveplo ali njegove reducirane derivate.
Te bakterije so strogo aerobne in so odgovorne za preoblikovanje vodikovega sulfida, ki nastane pri razpadanju organske snovi, in pretvorbo v sulfat (SO 4 -2 ), spojino, ki jo bodo rastline sčasoma uporabile.
Sulfat zakisa tla do pH približno 2, zaradi kopičenja protonov H + in nastane žveplova kislina.
To značilnost uporabljajo nekateri gospodarski sektorji, zlasti v kmetijstvu, kjer lahko popravijo izjemno alkalna tla.
To dosežemo z vnašanjem žvepla v prahu v tla, tako da prisotne specializirane bakterije (sulfobakterije) oksidirajo žveplo in tako uravnajo pH zemlje do vrednosti, primernih za kmetijstvo.
Vse hemotrotrofne vrste, ki oksidirajo z žveplom, so gram-negativne in spadajo v tipične proteobakterije. Primer bakterije, ki oksidira žveplo, je Acidithiobacillus tiooxidans.
Nekatere bakterije lahko kopičijo netopno elementarno žveplo (S 0 ) v obliki zrnc v celici, ki jih je treba uporabiti, kadar se zunanji viri žvepla izčrpajo.
Dušikove bakterije
V tem primeru bakterije oksidirajo reducirane dušikove spojine. Obstajata dve vrsti, ki nitrozirata bakterije in nitrificirajo bakterije.
Prvi so sposobni oksidirati amonijak (NH3), ki nastane pri razpadanju organske snovi, da ga pretvori v nitrite (NO 2 ), drugi pa nitrite pretvorijo v nitrate (NO 3 - ), spojine, ki jih rastline lahko uporabljajo. .
Primer nitrozirajočih bakterij je rod Nitrosomonas, kot nitrificirajoče bakterije pa rod Nitrobacter.
Železne bakterije
Te bakterije so acidofilne, torej potrebujejo kisli pH, da preživijo, saj pri nevtralnem ali alkalnem pH železove spojine oksidirajo spontano, brez potrebe po prisotnosti teh bakterij.
Da bi te bakterije lahko oksidirale železove spojine železa (Fe 2+ ) do železa (Fe 3+ ), mora biti pH medija nujno kisel.
Treba je opozoriti, da železove bakterije porabijo večino ATP, proizvedenega v reakcijah povratnega prenosa elektronov, da pridobijo potrebno zmanjšano moč pri fiksaciji CO 2 .
Zato morajo te bakterije oksidirati velike količine Fe +2, da se lahko razvijejo, saj se iz procesa oksidacije sprosti malo energije.
Primer: bakterija Acidithiobacillus ferrooxidans pretvori železov karbonat v kislih vodah, ki skozi premogovnike tečejo v železov oksid.
Vse kemolitrofične vrste, ki oksidirajo z železom, so gram-negativne in spadajo v tipične proteobakterije.
Po drugi strani so vse vrste, ki železo oksidirajo, sposobne tudi oksidirati žveplo, ne pa obratno.
Vodikove bakterije
Te bakterije uporabljajo molekularni vodik kot vir energije za proizvodnjo organskih snovi in uporabljajo CO 2 kot vir ogljika. Te bakterije so fakultativni kemoavtrofi.
Najdemo jih predvsem v vulkanih. Nikelj je bistvenega pomena v njegovem habitatu, saj vse hidrogenaze vsebujejo to spojino kot kovinski kofaktor. Te bakterije nimajo notranje membrane.
V svojem metabolizmu je vodik vgrajen v hidrogenazo v plazemski membrani, ki prenaša protone navzven.
Na ta način zunanji vodik preide v notranjost, ki deluje kot notranja hidrogenaza in pretvori NAD + v NADH, ki skupaj z ogljikovim dioksidom in ATP preideta v ciklus Calvin.
Bakterije Hydrogenomonas lahko kot vir energije uporabljajo številne organske spojine.
Reference
- Prescott, Harley in Klein Microbiology 7. izd. McGraw-Hill Interamericana 2007, Madrid.
- Sodelavci Wikipedije, «Chemiotroph,» Wikipedia, Brezplačna enciklopedija, en.wikipedia.org
- Geo F. Brooks, Karen C. Carroll, Janet S. Butel, Stephen A. Morse, Timothy A. Mietzner. (2014). Medicinska mikrobiologija, 26e. McGRAW-HILL Interamericana de Editores, SA de CV
- González M, González N. Priročnik medicinske mikrobiologije. 2. izdaja, Venezuela: Direktorat za medije in publikacije Univerze v Carabobu; 2011
- Jimeno, A. in Ballesteros, M. 2009. Biologija 2. Santillana Promotor Group. ISBN 974-84-7918-349-3