AUTOTROFNÍ BAKTERIE: CHARAKTERISTIKA, ROZDÍLY S HETEROTROFY A PŘÍKLAD - BIOLOGIE - 2025

Tyto autotrofní bakterie jsou mikroorganismy, které mají metabolické zařízení poměrně složité. Tyto bakterie jsou schopny asimilovat anorganickou hmotu, přeměnit ji na organickou hmotu, kterou poté použijí k vytvoření biomolekul nezbytných pro jejich vývoj.

Proto jsou tyto typy mikroorganismů nezávislé a chovají se jako volně žijící organismy. Nepotřebují napadat jiné organismy ani rozkládat mrtvé organické látky, aby získaly živiny, které potřebují k přežití.

Červené a zelené autotrofní bakterie. Zdroj: publicdomainpictures.net

Autotrofní bakterie hrají v ekosystému zásadní roli, protože poskytují organickou hmotu nezbytnou pro rozvoj dalších živých bytostí. To znamená, že plní životně důležité funkce pro udržování ekologické rovnováhy.

Tyto organismy jsou považovány za první formu života na planetě; A v mnoha ekosystémech zahajují potravní řetězec.

Autotrofní bakterie se nacházejí v různých ekologických výklencích. Například bahnitý mořský sníh, čerstvé a slané vody, horké prameny, půdy, mimo jiné, produkující organickou hmotu.

Charakteristika autotrofních bakterií

V závislosti na metabolickém systému, který autotrofní bakterie používají k přijímání anorganických sloučenin a jejich transformaci na organické sloučeniny, jsou klasifikovány jako fotoautotrofy nebo chemoautotrofy.

Fotoautotrofy

Fotoautotropní organismy zahrnují řasy, rostliny a některé bakterie. Vyznačují se využíváním slunečního světla jako zdroje energie k provádění procesu přeměny anorganické na organickou hmotu.

V případě fotoautotrofních bakterií se tyto dále dělí na kyslíkové a anoxygenní fotoautotrofy.

Oxygenní fotoautotropní bakterie

U tohoto typu bakterií dochází k procesu fotosyntézy, který spočívá v zachycení sluneční energie zeleným pigmentem zvaným bakteriochlorofyl a přeměně na chemickou energii.

Energie se používá k odebírání oxidu uhličitého z okolí a společně s vodou a minerálními solemi k produkci glukózy a kyslíku. Glukóza se používá pro vnitřní metabolické procesy a kyslík se uvolňuje ven.

Anoxygenní fotoautotropní bakterie

Vyznačují se anaerobními bakteriemi, protože při dýchání nepoužívají kyslík, aniž by je poškozovaly. Také používají sluneční světlo jako zdroj energie. Někteří oxidují Fe ² v nepřítomnosti kyslíku.

Chemoautotrofy

Chemoautotrofní bakterie používají chemickou energii pro své metabolické procesy. To se získává oxidací anorganických sloučenin, kromě použití CO2 jako zdroje uhlíku.

Mezi redukované anorganické prvky odebrané z prostředí patří sirovodík, elementární síra, železo, molekulární vodík a amoniak.

Jejich existence zaručuje život jiných živých bytostí, protože anorganické sloučeniny, které berou z prostředí, jsou toxické pro jiné mikroorganismy. Kromě toho mohou být sloučeniny uvolňované autotrofními bakteriemi asimilovány některými heterotrofními bakteriemi.

Chemoautotrofní bakterie jsou velmi četné. Obecně žijí v nepřátelských ekosystémech, to znamená, že jsou extremofilní.

Existují také jiné organismy, které se chovají jako autotrofy, ale patří do jiných domén. Například doména Archaea (methanogeny a termoacidofily). Protože však nejde o normální bakterie, nebudou v tomto článku brány v úvahu.

Autotrofní bakterie se dělí na halogenfily, oxidační činidla a reduktory síry, nitrifikátory, železné bakterie a anammoxové bakterie.

Halophiles

Jsou to bakterie, které vydrží vysoké koncentrace soli. Tyto bakterie jsou obvykle přísné nebo extrémní halofily. Žijí v mořském prostředí, jako je Mrtvé moře.

Oxidační činidla síry

Oni jsou také známí jako sulfoxidant bakterie. Tyto mikroorganismy berou anorganickou síru z okolního prostředí, aby ji oxidovaly a vytvořily vlastní metabolické produkty.

To znamená, že zachycují sirovodík (zapáchající plyn) generovaný rozkladem organických sloučenin, které obsahují síran, prováděný anaerobními heterotrofními bakteriemi.

Sulfoxidační bakterie jsou aerobní chemoautotrofy a přeměňují sirovodík na elementární síru.

Odolávají vysokým teplotám, žijí v extrémních ekologických výklencích, jako jsou aktivní sopky, horké prameny nebo oceánské hydrotermální průduchy a v pyritu (minerál sirníku železa).

Bakterie železa

Najdete je v půdách, řekách a podzemních vodách bohatých na železo. Tyto typy bakterií berou ionty železa a někdy mangan v jejich redukovaném stavu a oxidují je a vytvářejí oxid železa nebo manganu.

Oxid železa dává substrátu, ve kterém tyto bakterie žijí, charakteristickou červeno-oranžovou barvu.

Nitrifikátory

Jsou to bakterie, které jsou zodpovědné za oxidaci redukovaných anorganických sloučenin dusíku, jako je amoniak nebo amoniak, na jejich přeměnu na dusičnany.

Najdete je na zemi, ve sladké vodě a ve slané vodě. Plně se vyvíjejí tam, kde je vysoká rychlost rozkladu proteinů, s následnou produkcí amoniaku.

Bakterie Anammox

Jsou to bakterie, které anaerobně oxidují amonný ion a dusitan a vytvářejí plynný dusík.

Rozdíly mezi autotrofními a heterotrofními bakteriemi

Životní styl

Všechny typy autotrofních bakterií (fotoautotrofy a chemoautotrofy) jsou volně žijící, což je vlastnost, kterou sdílejí s fotoheterotrofy, zatímco chemoheterotrofy musí získat své živiny parazitizací organismů jiného typu.

Na druhé straně se chemoautotrofní bakterie liší od chemoheterotrofů v lokalitě, kde se vyvíjejí. Chemoautotrofní bakterie často žijí v extrémních podmínkách prostředí, kde oxidují anorganické prvky, které jsou toxické pro jiné mikroorganismy.

Naproti tomu chemoheterotropní bakterie obvykle žijí uvnitř vyšších organismů.

Výživa

Autotrofní bakterie používají k syntéze organických sloučenin anorganickou hmotu. K životu potřebují pouze vodu, anorganické soli a oxid uhličitý.

Zatímco heterotrofní bakterie potřebují pro svůj růst a vývoj zdroj uhlíku z již vyrobených komplexních organických sloučenin, jako je glukóza.

Mikroskopická studie

Počítání autotrofních bakterií z některých ekosystémů lze provést pomocí mikroskopické metody založené na epifluorescenci.

Tato technika používá fluorochrom, jako je primulin a excitační filtry pro modré a ultrafialové světlo. Autotrofní bakterie se liší od heterotrofů v tom, že jsou zbarveny jasně bílo-modrou, aniž by maskovaly auto-fluorescenci bakteriochlorofylu, zatímco heterotrofy se nezbarvují.

Výrobci nemocí

Autotrofní bakterie jsou saprofyty a nezpůsobují onemocnění u lidí, protože k životu nepotřebují parazitovat vyšší organismy.

Naproti tomu bakterie, které způsobují infekční onemocnění u lidí, zvířat a rostlin, patří do skupiny heterotrofních bakterií, konkrétně chemoheterotrofů.

Příklady druhů autotrofních bakterií

Oxygenní fotoautotrofy

V této klasifikaci jsou sinice. Toto jsou jediné prokaryotické buňky, které provádějí kyslíkovou fotosyntézu.

Jsou to vodní bakterie, nejčastější jsou rod Prochlorococcus a Synechococcus. Oba jsou součástí mořského picoplanktonu.

Rody Chroococcidiopsis, Oscillatoria, Nostoc a Hapalosiphon jsou také známy.

Anoxygenní fotoautotrofy

V této klasifikaci jsou:

- Sírové fialové nebo červené bakterie Rhodospirillum rubrum, Rhodobacter sphaeroides, Rhodomicrobium vannielii. Mohou se však také vyvíjet fotoheterotropně.

- Fialová nebo sírová červená: Chromatium wineum, Thiospirillum jenense, Thiopedia rosea.

- Zelení bez síry: Chloroflexus a Chloronema.

- Síry zelené: Chlorobium limicola, Prosthecochloris aestuarii, Pelodictyon clathratiforme.

- Heliobacterium modesticaldum.

Chemoautotrofy

Bezbarvé bakterie síry

Příklady: Thiobacillus thiooxidans, Hydrogenovibrio crunogenus.

Dusíkaté bakterie

Příklady: bakterie rodů Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter a Nitrococcus.

Bakterie železa

Příklady: Thiobacillus ferrooxidans, Actidithiobacillus ferrooxidans a Leptospirilum ferroxidans.

Vodíkové bakterie

K provádění svých životních procesů používají molekulární vodík. Příklad Vodíkové bakterie.

Bakterie Anammox

Příklady sladkovodních kmenů: Brocadia, Kuenenia, Jettenia, Anammoxoglobus.

Příklad kmene slané vody: Scalindua.

Reference

1. Henao A, Comba N, Alvarado E, Santamaría J. Autotrofní a heterotrofní bakterie spojené s bahnitým mořským sněhem na útesech s kontinentálním odtokem. Univ. Sci. 2015, 20 (1): 9-16.
2. "Methanogeneze." Wikipedia, encyklopedie zdarma. 28. listopadu 2018, 19:53 UTC. 5. května 2019, 21:11, k dispozici na adrese: es.wikipedia.org.
3. Anammox. Wikipedia, encyklopedie zdarma. 24. prosince 2016, 12:22 UTC. 5. května 2019, 21:13, es.wikipedia.org
4. Gastón J. Eliminace síranů v anaerobně aerobním reaktoru s pohyblivým ložem. Diplomová práce pro získání titulu Master of Environmental Engineering. 2088, Ústav inženýrství UNAM. K dispozici na adrese: ptolomeo.unam
5. Nitrifikační bakterie. Wikipedia, encyklopedie zdarma. 16. listopadu 2018, 15:13 UTC. 5. května 2019, 22:21
6. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Anaerobní bakterie: procesy, které provádějí a přispívají k udržitelnosti života na planetě. NEJÍT. 2015; 13 (23): 55-81. K dispozici na adrese: scielo.org.