HETEROTROPNÍ BAKTERIE: VLASTNOSTI A PŘÍKLADY DRUHŮ - BIOLOGIE - 2025

Tyto heterotrofní bakterie, nazývané také organotrofas jsou mikroorganismy, které syntetizují vlastní biomolekul ze složitých organických sloučenin obsahujících uhlík, ale může zachytit různé anorganické prvky uhlík. Někteří potřebují parazitovat vyšší organismy, aby přežili.

Heterotrofní bakterie se dělí na fotoheterotropní a chemoheterotropní. Oba používají organické sloučeniny jako zdroj uhlíku, ale liší se v tom, že první používají světlo jako zdroj energie a druhé používají chemickou energii.

Obrázek vlevo: editován cyklus heteotropních a autotrofních bakterií. Obrázek vpravo: Ilustrativní znázornění heterotrofních bakterií. Zdroj: vlevo image: Auto-and_heterotrophs.svg: Mikael Häggströmderivative work: Leptictidium / right image: Pixabay. com

Heterotrofní bakterie se vyskytují v mnoha ekosystémech, jako jsou půda, voda, mořský bahnitý sníh, které se mimo jiné podílejí na ekologické rovnováze. Lze je také nalézt jako parazitující vyšší organismy, jako jsou rostliny, zvířata nebo lidé, buď jako patogeny nebo jako oportunisté v symbiotickém vztahu.

Charakteristika heterotrofních bakterií

V přírodě bylo pozorováno, že existence různých typů bakterií umožňuje život ekosystémů, protože produkty vytvořené jedním jsou používány jinými v řetězci. Tyto bakterie jsou strategicky distribuovány, téměř vždy stratifikovány.

Například bylo vidět, že aerobní heterotrofní bakterie se často objevují společně s cyanobakteriemi (fotoautotropní bakterie, které uvolňují kyslík).

V tomto smyslu mohou aerobní heterotrofy a aerobní autotrofy používat kyslík, což zase vytváří anaerobní podmínky v hlubších vrstvách, kde se nacházejí anaerobní bakterie.

V závislosti na vlastnostech, jako je typ paliva, které používají k přežití, lze heterotrofní bakterie rozdělit do různých skupin.

Bakterie sulforeduktázy

Jsou to bakterie, které jsou za anaerobních podmínek schopné redukovat síran (sůl nebo estery kyseliny sírové), aniž by jej asimilovaly. Používají jej pouze jako finální elektronový akceptor v dýchacím řetězci.

Tyto bakterie pomáhají při degradaci organických látek a nacházejí se v různých ekologických výklencích, jako jsou sladké vody, kanalizační vody, slané vody, horké prameny a geotermální oblasti. Také v ložiskách síry, ropných a plynových vrtech, jakož i ve střevech savců a hmyzu.

Hydrolázové bakterie

Jsou to anaerobní bakterie, které rozkládají organické polymery (celulóza a hemicelulóza) na malé molekuly, takže je lze absorbovat buněčnými membránami. K tomu mají systém enzymů nazývaných hydrolázy (endocellulasa, excocellasa a cellobiasy).

Po hydrolýze se vytvoří různé organické kyseliny, jako je kyselina mléčná, kyselina propionová, kyselina octová, butanol, ethanol a aceton. Ty se pak přeměňují na plynný metan.

Putrefaktivní bakterie

Jsou to bakterie, které se podílejí na katabolické degradaci dusíkatých sloučenin za anaerobních podmínek, s produkcí sloučenin s nepříjemným zápachem, ze kterého pochází jejich jméno (putrefactive). Tento proces vytváří uhlík a dusík, které potřebují pro svůj vývoj.

Bezsírové červené bakterie z rodiny

Tyto bakterie se vyznačují přímými, pohyblivými bacily s polárním bičíkem. Jsou fakultativní anaerobové: v anaerobióze provádějí proces fotosyntézy, ale v aerobióze ne.

Tyto bakterie fotoasimilují velké množství organických sloučenin, jako jsou cukry, organické kyseliny, aminokyseliny, alkoholy, mastné kyseliny a aromatické sloučeniny.

Zelené nesirné anoxygenní bakterie

Jsou to vláknité bakterie, které se mohou vyvinout jako fotoautotrofy, chemohetrofie nebo fotoheterotrofy.

Přísné aerobní a fakultativní anaerobní bakterie

Zde zadejte různé druhy, které mohou být součástí obvyklé mikrobioty vyšších organismů, nebo působit jako jejich patogeny.

Rozdíly od autotrofních bakterií

Životní styl

Chemoheterotropní i chemoautotropní bakterie používají k životu chemickou energii. Liší se však v tom, že chemoheterotrofy jsou závislé organismy, protože k získání organických sloučenin nezbytných pro jejich vývoj musí parazitovat jiné vyšší organismy.

Tato vlastnost je odlišuje od chemoautotrofních bakterií, které jsou zcela volně žijícími organismy (saprofyty), které berou jednoduché anorganické sloučeniny z prostředí, aby plnily své životní funkce.

Fotoheterotrofy a fotoautotrofy jsou podobné v tom, že oba používají sluneční světlo k přeměně na chemickou energii, ale liší se v tom, že fotoheterotrofy asimilují organické sloučeniny a fotoautotrofy tak činí s anorganickými sloučeninami.

Místo výskytu

Na druhé straně se chemoheterotropní bakterie liší od chemoautotrofů v lokalitě, kde se vyvíjejí.

Chemoheterotropní bakterie obecně parazitují vyšší organismy, aby mohly žít. Na druhé straně chemoautotrofní bakterie vydrží extrémní podmínky prostředí.

V těchto prostředích získávají chemoautotrofní bakterie anorganické prvky, které potřebují k životu, látky, které jsou obecně toxické pro jiné mikroorganismy. Tyto bakterie tyto sloučeniny oxidují a přeměňují je na látky šetrnější k životnímu prostředí.

Výživa

Heterotropní bakterie pouze asimilují komplexní organické sloučeniny, které již byly vytvořeny, aby byly schopny syntetizovat biomolekuly nezbytné pro jejich vývoj. Jedním ze zdrojů uhlíku, které tyto bakterie nejvíce používají, je glukóza.

Naproti tomu autotrofní bakterie jednoduše potřebují vodu, anorganické soli a oxid uhličitý, aby získaly své živiny. To znamená, že z jednoduchých anorganických sloučenin mohou syntetizovat organické sloučeniny.

Přestože heterotrofní bakterie nepoužívají oxid uhličitý jako zdroj uhlíku ani jako poslední akceptor elektronů, mohou ho v některých případech použít v malém množství k provádění karboxylace v určitých anabolických a katabolických drahách.

Mikroskopická studie

V některých ekosystémech lze odebrat vzorky ke studiu populace fotoautotropních a fotoheterotropních bakterií. K tomu se používá mikroskopická technika založená na epifluorescenci: používají se fluorochrom, jako je primulin a excitační filtry pro modré a ultrafialové světlo.

Heterotrofní bakterie se touto technikou nezbarvují, zatímco autotrofy získávají jasně bílou modrou barvu, která také vykazuje autofluorescenci bakteriochlorofylu. Heterotrofní počet se získá odečtením celkového počtu bakterií po odečtení autotrofů.

Produkce nemocí

V tomto smyslu patří bakterie, které způsobují nemoci u lidí, zvířat a rostlin, do skupiny chemoheterotropních bakterií.

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

Příklady druhů heterotrofních bakterií

Fotoheterotrofy

Bakterie patřící do této skupiny jsou vždy fotosyntetické, protože zbytky mikroorganismů, které sdílejí tuto klasifikaci, jsou eukaryotické řasy.

Bakterie síry jsou obecně fotoautotropní, ale někdy mohou fotoheterotroficky růst. Nicméně, bude vždy vyžadovat malé množství anorganického materiálu (H ₂ S), zatímco ty, non-sirné jsou photoheterotrophic.

Mezi fotoheterotrofními bakteriemi najdeme nesulforfní červené bakterie, jako jsou například bakterie z čeledi Bradyrhizobiaceae, rod Rhodopseudomonas.

Na druhé straně se vyskytují nesírné zelené bakterie a také heliobakterie.

Las

Jsou to fakultativní chemoautotrofy, to znamená, že normálně používají molekulární vodík jako zdroj energie k produkci organické hmoty, ale jsou také schopné použít určitý počet organických sloučenin pro stejný účel.

Chemoheterotrofy

Chemoheterotropní bakterie podílející se na fixaci dusíku

Bakterie čeledi Frankiaceae, skupiny Rhizobiaceae a rodů Azotobacter, Enterobacter, Klebsiella a Clostridium. Tyto mikroorganismy se účastní fixace elementárního dusíku.

Většina to dokáže samostatně, ale někteří potřebují navázat symbiotické vztahy s rhizobiaceae a luštěninami.

Tento proces pomáhá obnovovat půdu a přeměňuje elementární dusík na dusičnany a amoniak, které jsou prospěšné, pokud jsou v půdě nízké koncentrace.

Dusičnany a amonium mohou pak být absorbovány rostlinami, takže tyto bakterie jsou v přírodě nesmírně důležité. Rhizobie jsou bakterie, které se v zemědělství nejčastěji používají a jsou součástí biofertilizátorů.

Chemoheterotropní bakterie, které se podílejí na procesech hydrolýzy a acidogeneze organické hmoty

Putrefaktivní chemoheterotropní bakterie

Do této kategorie patří druhy rodu Clostridium: C. botulinum, C. perfringens, C. sporongenes, C. tetani a C. tetanomorphum. Stejně tak jsou některé druhy rodů Fusobacterium, Streptococcus, Micrococcus a Proteus také hniloby.

Fakultativní aerobní a anaerobní chemoheterotropní bakterie

Zde se nacházejí všechny bakterie, které způsobují infekční onemocnění u člověka a zvířat. Také ty, které jsou součástí obvyklé mikrobioty.

Příklady: Streptococaceae, Staphylococaceae, Enterobacteriaceae, Mycobacteriaceae, Pasteurellaceae, Neisseriaceae, rodiny Pseudomonadaceae, mimo jiné.

Reference

1. González M, González N. Manuál lékařské mikrobiologie. 2. vydání, Venezuela: Ředitelství médií a publikací z University of Carabobo; 2011.
2. Corrales L, Antolinez D, Bohórquez J, Corredor A. Anaerobní bakteriální procesy, které provádějí a přispívají k udržitelnosti planety. Nova, 2015; 13 (24): 55-81. K dispozici na adrese: K dispozici na adrese:
3. Fakultativní bakterie. (2019, 6. května). Wikipedia, encyklopedie zdarma. Datum konzultace: 06:53, 8. května 2019 z es.wikipedia.org.
4. Bianchini L. Environmentální mikrobiologie. Klasifikace a fylogeneze heterotrofních bakterií. 2012. Vyšší technika v environmentálním managementu.
5. 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.