FOTOTROFY: CHARAKTERISTIKA A KLASIFIKACE - BIOLOGIE - 2025

Fototrofní jsou mikroorganismy, které získají chemickou energii pomocí slunečního záření (světelné energie). Podle zdroje uhlíku, který používají, se dělí na fotoautrofy a fotoheterotropy.

Fotoautotrofy jsou ty, které využívají sluneční záření jako zdroj energie a používají CO2 jako hlavní zdroj uhlíku. Fotoheterotrofy sice používají jako zdroj energie také světlo, ale jako zdroj uhlíku používají organické sloučeniny.

Vlákna rodu Cyanobacteria Lyngbya (Oxygenní bakterie fotosyntetického typu)

Tyto bakterie hrají zásadní roli v mikrobiální ekologii, zejména v biogeochemických cyklech síry a uhlíku, a využívají co nejvíce z různých forem, ve kterých se tyto prvky nacházejí v přírodě.

Kromě výše uvedené klasifikace se také dělí na kyslíkové fototrofy a anoxygenní fototrofy. Cyanobacteria jsou známé jako kyslíkové fototrofy, zatímco anoxygenní bakterie zahrnují červené a zelené bakterie (sirné a nesírné).

Sulfuroes jsou obecně photolithoautotrophic, i když některé z nich mohou růst photoorganoheterotrophic, ale stále vyžaduje malé množství H ₂ S, zatímco ne-siřičitá jsou photoheterotrophic.

Na druhou stranu, většina sirných bakterií je anaerobních, ačkoli kyslík pro ně není toxický, prostě ho nepoužívají.

V případě bakterií bez síry se jedná obecně o fakultativní aeroby, v závislosti na podmínkách, to znamená, že pokud je světlo a anaerobióza, provede se fotosyntéza, ale pokud existuje aerobióza, provede aerobní dýchání, bez ohledu na to, zda je nebo není světlo.

Je důležité si uvědomit, že sloučenina, která zachycuje fotony světla v těchto bakteriích, se nazývá bakteriochlorofyl.

vlastnosti

Různé typy fotosyntetických bakterií jsou široce distribuovány ve vodních ekosystémech, ale také v suchozemských ekosystémech s extrémními podmínkami, jako jsou mimo jiné hypersalinové, kyselé, alkalické a hydrotermální průduchy.

Tyto mikroorganismy byly málo studovány, kvůli některým nevýhodám, jako je obtížnost získání a zachování čistých kultur. Pro tento účel však byly vyvinuty různé techniky. Mezi nimi je technika Pour plate.

Druhy fototrofních nebo fotosyntetických bakterií

-Frofy

Anoxygenní fototrofní bakterie jsou velmi rozmanitou skupinou mikroorganismů s fotosyntetickou kapacitou, které obývají anaerobní oblasti (bez kyslíku) převážně vodních systémů, vystavené slunečnímu světlu.

Do této skupiny mikroorganismů patří následující rodiny: Chlorobiaceae (sirné zelené), Chloroflexaceae (nesulfurové zelené), Rhodospirillaceae (nesulfurové červené), Ectothiorhodospiraceae a Chromatiaceae (obě sirné červené).

Sírové červené bakterie rodiny

Jsou to přísné anaeroby, proto jako donory elektronů používají sloučeniny odvozené od síry, jako jsou Na ₂ S, S, thiosulfát, sulfid, molekulární vodík nebo jednoduché organické sloučeniny s nízkou molekulovou hmotností.

Mohou mít různé morfologie, včetně: spirály (Thiospirillum), bacilů (Chromatium), vajcovitých nebo vibrioidů (Thiopedia); jsou uspořádány v prostoru jako jednotlivé buňky nebo ve dvojicích a jsou pohyblivé kvůli bičíkům, posuvným nebo plynným vakuolám.

Některé z jeho druhů obsahují bakteriochlorofyl a a jiné b. Mohou mít také karotenoidní pigmenty řady spiriloxanthin, okenon a rodopinal. Mají funkci ochrany před fotooxidací.

Navíc mají schopnost akumulovat síru intracelulárně.

Sírové červené bakterie rodiny

Tito nejsou schopní ukládat síru intracelulárně jako ti Chromatiaceae rodiny. Jejich morfologie je ve formě Vibrios, jsou uspořádány izolovaně v prostoru a jsou mobilní.

Tyto bakterie jsou důležité pro svou účast v cyklu uhlíku a síry a také jako potrava pro různé vodní organismy.

Zelené sírové bakterie rodiny

Jsou to skupiny mikroorganismů, které provádějí anoxygenní fotosyntézu, které obývají oblasti bohaté na síru a anaerobní na jezerech.

Jsou fotolitoututrofní a povinně anaerobní, většina z nich je imobilní, ale někteří se mohou pohybovat kvůli přítomnosti bičíků.

Zatímco ostatní obsahují plyn váčků, které umožňují nastavit odpovídající hloubku v jezerech (oblasti bez kyslíku), a také získat potřebné množství světelné a H ₂ S.

Nehybní žijí na dně jezer, konkrétně v bahnitých bahnech bohatých na síru.

Důvod, proč mohou žít ve velkých hloubkách, je díky chlorosomům, které jim umožňují růst při nižší intenzitě světla než červené bakterie, a také díky své schopnosti snadno snášet vysoké koncentrace síry.

Představují různé morfologie, mezi nimi: rovné bacily, koky a vibrace. Jsou distribuovány jednotlivě nebo v řetězech a mohou být zelené nebo čokoládově hnědé.

Jsou opravit CO _2, přes reverzní Krebsova cyklu. Kromě rodu Chlorobium (Vibrios) existují ještě 2 rody: Pelodyction (straight bacilli) a Prosthecochloris (Cocoides).

Nesirné vláknité zelené bakterie rodiny

Mají tvar rovných prutů a jsou uspořádány ve vláknech. Rod Chloronema má plynné vezikuly.

Oni opravit CO ₂ přes hydroxypropionátu. Pohybují se posouváním svých vláken. Ve vztahu k kyslíku jsou volitelné.

Většina z nich žije v jezerech nebo horkých pramenech při teplotách mezi 45 až 70 ° C, to znamená, že jsou termofilní.

Chloroflexus i Chloronema jsou hybridy, protože mají chlorosomy jako zelené bakterie, ale jejich reakční centrum je stejné jako v případě červených bakterií.

Bezsírové červené bakterie rodiny

Jsou nejrozměnitelnější z hlediska svého metabolismu, protože ačkoli dávají přednost vodním prostředím bohatým na rozpustnou organickou hmotu, s nízkými koncentracemi kyslíku a dobře osvětlenými, mohou také provádět fotosyntézu za anaerobních podmínek.

Na druhé straně mohou také růst ve tmě chemoheterotropně, protože jsou schopni využívat široký repertoár organických sloučenin jako zdroje uhlíku a / nebo energie.

Jsou mobilní, protože mají polární bičík a dělí se binárním štěpením. Tyto typy bakterií jsou v současné době velmi užitečné, zejména v oblastech, jako je biotechnologie a medicína.

Nejčastěji se používá v procesech bioremediace kontaminované vody a půdy, při výrobě biofertilizátorů a herbicidů, protože bylo pozorováno, že produkují mimo jiné účinné látky, jako je vitamin B12, ubiquinon a kyselina 5-aminolevulinová.

Pro izolaci těchto bakterií vyžadují speciální kultivační média s 30denní inkubací při pokojové teplotě se světelnými a tmavými cykly v rozmezí 16/8, s použitím žárovek (2 200 luxů).

Rodina nesulfurovaných červených bakterií

Jsou rovní, mobilní bacily s polárním bičíkem, které se dělí binárním štěpením. Tyto bakterie jsou fakultativní z hlediska kyslíku, v aerobióze inhibují fotosyntézu, ale v anaerobióze to dělají.

Mohou také asimilovat širokou škálu organických sloučenin, jako jsou cukry, organické kyseliny, aminokyseliny, alkoholy, mastné kyseliny a aromatické sloučeniny.

Rodina nesulfurovaných červených bakterií

Mají vejcovou morfologii, jsou mobilní peritriální bičíkem a dělí se pučením. Mají také prostéku, tj. Rozšíření cytoplazmy a buněčné stěny, jejichž funkcí je zvětšit povrch mikroorganismu a získat tak více potravy.

Má také exospory (spory, které jsou vytvářeny externě).

Jiné rody anoxygenních bakterií

Mezi ně patří Heliobacteria, Erythrobacter a Chloroacidobacterium.

Heliobakterie fixují dusík velmi dobře a hojně se vyskytují v tropických půdách poskytujících tento prvek. Jsou nezbytné u některých druhů plodin, například na rýžových polích.

Erythrobacter má malý význam.

Chloroacidobakterium se velmi podobá fotosyntetickému aparátu sírových zelených bakterií s chlorosomy.

-Oxygenní fotosyntéza

Cyanobacteria obsahují chlorofyl, jakož i pomocné pigmenty karotenoidy a fycobiliproteiny.

Pigmenty zapojené do fotofosforylačních reakcí (přeměna světelné energie na chemickou energii) se nazývají pigmenty reakčních center. Okolní tyto pigmenty jsou pigmenty nazývané antény, které fungují jako sběratelé světla.

V této skupině jsou cyanobakterie, které jsou fotoautrofy. Mezi nejdůležitější patří rod Prochlorococcus, který je nejhojnějším a nejmenším fotosyntetickým organismem v mořském světě.

Na druhé straně existuje rod Synechococcus, který je hojný v povrchových vodách a jako Prochlorococcus je součástí mořského picoplanktonu.

Reference

1. Santamaría-Olmedo M, García-Mena J a Núñez-Cardona M. Izolace a studium fototrofních bakterií rodiny Chromatiaceae, které obývají Mexický záliv. III Setkání, účast žen ve vědě.
2. Přispěvatelé Wikipedie, „Prosteca“, Wikipedia, Encyklopedie zdarma, es.wikipedia.org/
3. Cottrell MT, Mannino A, Kirchman DL. Aerobní anoxygenní fototrofní bakterie v Mid-Atlantic Bight a North Pacific Gyre. Appl Environ Microbiol. 2006; 72 (1): 557-64.
4. "Prochlorococcus." Wikipedia, encyklopedie zdarma. 28. dubna 2018, 20:55 UTC. 30. listopadu 2018. es.wikipedia.org/
5. Synechococcus. »Wikipedia, encyklopedie zdarma. 15. listopadu 2018, 12:52 UTC. 30. listopadu 2018, 06:16. Převzato z es.wikipedia.org
6. "Fotoautotrof." Wikipedia, encyklopedie zdarma. 18. srpna 2018, 21:45 UTC. 30. listopadu 2018. Převzato z es.wikipedia.org
7. González M, González N. Manuál lékařské mikrobiologie. 2. vydání, Venezuela: Ředitelství médií a publikací z University of Carabobo; 2011.